JP2022190175A - Processing apparatus and method for producing moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工光を照射して物体を加工可能な加工装置、及び、移動体を製造する製造方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a processing apparatus capable of processing an object by irradiating processing light, and a manufacturing method for manufacturing a moving object.
物体を加工可能な加工装置として、特許文献1には、物体の表面にレーザ光線を照射して構造を形成し、表面に関連する抵抗を減少させる加工装置が記載されている。この種の加工装置では、物体に構造を適切に形成することが要求されている。
As a processing apparatus capable of processing an object,
第1の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to the first aspect, the relative positional relationship between the light irradiation device for irradiating the surface of the object with the plurality of processing lights and the condensing positions of the plurality of processing lights in the direction intersecting the surface of the object is changed. and a first changing device for changing the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第2の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the second aspect, the relative positional relationship between the light irradiation device that irradiates the plurality of processing lights onto the surface of the object and the condensing positions of the plurality of processing lights in the direction that intersects the surface of the object is changed. A processing device is provided which includes a first changing device for removing a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第3の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to a third aspect, a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object, and an intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis that intersects the surface of the object is changed. A processing apparatus is provided which includes a first changing apparatus and changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第4の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to a fourth aspect, a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object, and an intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis that intersects the surface of the object is changed. A processing apparatus is provided which includes a first modification apparatus and removes a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第5の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。
According to a fifth aspect, a light irradiation device for irradiating a plurality of processing lights onto the surface of an object, and a first plane for changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the
第6の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the sixth aspect, a light irradiation device for irradiating a plurality of processing lights onto the surface of an object; 1, a processing device for removing a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第7の態様によれば、物体の表面で交差するように複数の加工光を照射する光照射装置と、前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する第1変更装置と備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to the seventh aspect, at least one of the light irradiation device for irradiating a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of the object, and the intersection position and the intersection angle of the plurality of processing lights from the light irradiation device There is provided a processing device including a first changing device for changing the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第8の態様によれば、物体の表面で交差するように複数の加工光を照射する光照射装置と、前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the eighth aspect, at least one of a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of an object, and the intersection positions and intersection angles of the plurality of processing lights from the light irradiation device and a first modifying device for modifying the surface of the object to remove a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第9の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させる第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to the ninth aspect, a light irradiation device for irradiating a plurality of processing beams onto the surface of an object via an optical system, and a condensing position of the plurality of processing beams in a direction intersecting the surface of the object are changed. and a first changing device for positioning the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system, and changing the thickness of the part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. A processing apparatus is provided for processing.
第10の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させる第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the tenth aspect, a light irradiation device for irradiating a plurality of processing beams onto the surface of an object via an optical system, and a condensing position of the plurality of processing beams in a direction intersecting the surface of the object are changed. and a first changing device for positioning the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system, and removing a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. An apparatus is provided.
第11の態様によれば、物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更する第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to the eleventh aspect, a light irradiation device for irradiating the surface of an object with processing light, and a first changing device for changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object, A processing apparatus is provided that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第12の態様によれば、物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更する第1変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the twelfth aspect, a light irradiation device for irradiating the surface of an object with processing light, and a first changing device for changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object, A processing apparatus is provided that removes a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
第13の態様によれば、物体の表面に光学系を介して加工光を照射する光照射装置と、前記光学系の像面の状態を変更する状態変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、物体の一部の厚みを変更する加工装置が提供される。 According to the thirteenth aspect, a light irradiation device for irradiating the surface of an object with processing light via an optical system, and a state changing device for changing the state of the image plane of the optical system, wherein the surface of the object is A processing apparatus is provided that changes the thickness of a part of an object by irradiating the processing light.
第14の態様によれば、物体の表面に光学系を介して加工光を照射する光照射装置と、前記光学系の像面の状態を変更する状態変更装置とを備え、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、物体の一部を除去する加工装置が提供される。 According to the fourteenth aspect, a light irradiation device for irradiating the surface of an object with processing light via an optical system, and a state changing device for changing the state of the image plane of the optical system, wherein the surface of the object is A processing apparatus is provided that removes a portion of an object by irradiating the processing light.
第15の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the fifteenth aspect, irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights, and changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object. and forming a structure on the surface of the object by changing the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. A method is provided.
第16の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the sixteenth aspect, irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights, and changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object. and forming a structure on the surface of the object by removing part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. provided.
第17の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the seventeenth aspect, irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights, and changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object. and forming a structure on the surface of the object by changing the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. is provided.
第18の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the eighteenth aspect, irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights, and changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object. and forming a structure on the surface of the object by removing a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. be done.
第19の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the nineteenth aspect, irradiating the surface of an object with a plurality of processing lights; changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object; A method for manufacturing a moving object that moves in a fluid, comprising: irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object. provided.
第20の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を照射することと、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twentieth aspect, irradiating the surface of an object with a plurality of processing lights; changing the shapes of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object; A method for manufacturing a moving body that moves in a fluid is provided, comprising removing a portion of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to form a structure on the surface of the object. be.
第21の態様によれば、物体の表面で交差するように複数の加工光を照射することと、前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-first aspect, a plurality of processing lights are irradiated so as to intersect on the surface of the object, and at least one of the intersection position and the intersection angle of the plurality of processing lights from the light irradiation device is changed. and forming a structure on the surface of the object by changing the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. A manufacturing method is provided.
第22の態様によれば、物体の表面で交差するように複数の加工光を照射することと、前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-second aspect, at least one of an intersection position and an intersection angle of the plurality of processing lights emitted from the light irradiation device is changed by irradiating the plurality of processing lights so as to intersect on the surface of the object. and forming a structure on the surface of the object by removing part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light. is provided.
第23の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させることと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-third aspect, by irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights via an optical system and changing the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object, positioning the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system; A method is provided for fabricating a moving object for moving in a fluid, comprising forming a structure.
第24の態様によれば、物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させることと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-fourth aspect, by irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights via an optical system and changing the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object, Positioning the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system and irradiating the surface of the object with the processing light to remove a portion of the object to form a structure on the surface of the object. A method of manufacturing a moving body for moving in a fluid is provided, comprising: forming.
第25の態様によれば、物体の表面に加工光を照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-fifth aspect, irradiating the surface of an object with processing light; changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object; modifying the thickness of a portion of the object by irradiating with to form a structure on the surface of the object.
第26の態様によれば、物体の表面に加工光を照射することと、前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-sixth aspect, irradiating the surface of an object with processing light; changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object; and forming a structure on the surface of the object by irradiating the object with a portion of the object.
第27の態様によれば、物体の表面に光学系を介して加工光を照射することと、前記光学系の像面の状態を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-seventh aspect, the surface of an object is irradiated with processing light via an optical system, the state of the image plane of the optical system is changed, and the surface of the object is irradiated with the processing light. and forming a structure on the surface of the object by changing the thickness of a portion of the object.
第28の態様によれば、物体の表面に光学系を介して加工光を照射することと、前記光学系の像面の状態を変更することと、前記物体の表面に前記加工光を照射することによって物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することとを含む、流体中を移動する移動体の製造方法が提供される。 According to the twenty-eighth aspect, the surface of an object is irradiated with processing light via an optical system, the state of the image plane of the optical system is changed, and the surface of the object is irradiated with the processing light. There is provided a method of manufacturing a moving object that moves in a fluid, comprising removing a portion of an object by forming a structure on the surface of the object.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
(1)加工装置1の構造
図1を参照しながら、本実施形態の加工装置1の構造について説明する。図1は、本実施形態の加工装置1の構造を模式的に示す断面図である。尚、以下では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸によって規定される三次元座標空間内で、加工装置1の構造を説明する。X軸及びY軸は、水平面に沿った方向であり、Z軸は、X軸及びY軸に直交する方向である。但し、図1では水平面に沿った表面を有する加工対象物S上に加工装置1が配置されているものの、加工装置1は、水平面に沿った表面を有する加工対象物S上に配置されるとは限らない。例えば、図6等を参照しながら後に詳述するように、加工装置1は、水平面に交差する表面を有する加工対象物S上に配置されたりすることもあれば、加工対象物Sから吊り下がることもある。この場合には、X軸及びY軸は、便宜上、加工対象物Sの表面に沿った方向として定義されてもよい。
(1) Structure of
図1に示すように、加工装置1は、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFを加工する。加工対象物Sは、例えば、金属であってもよいし、合金(例えば、ジュラルミン等)であってもよいし、樹脂(例えば、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)等)であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。塗装膜SFは、加工対象物Sの表面を覆う塗料の膜である。塗装膜SFの厚みは、例えば数十マイクロメートルから数百マイクロメートルであるが、その他の任意のサイズであってもよい。塗装膜SFを構成する塗料は、例えば、樹脂性の塗料(例えば、ポリウレタン系の塗料、ビニル系の塗料、シリコン系の塗料及びエポキシ系の塗料のうちの少なくとも一つ)を含んでいてもよいし、それ以外の種類の塗料を含んでいてもよい。
As shown in FIG. 1, the
加工装置1は、塗装膜SFを加工するために、塗装膜SFに対して加工光ELを照射する。加工光ELは、塗装膜SFに照射されることで塗装膜SFを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。一例として、加工光ELは、レーザ光であってもよい。更に、加工光ELは、塗装膜SFに照射されることで塗装膜SFを加工可能である限りは、どのような波長の光であってもよい。本実施形態では、加工光ELが不可視光(例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等)である例を用いて説明を進める。但し、加工光ELは、可視光であってもよい。
The
加工装置1は、塗装膜SFの表面に設定(言い換えれば、形成)される照射領域EAに対して加工光ELを照射する。図2(a)に示すように、照射領域EAに加工光ELが照射されると、照射領域EAと重なる塗装膜SF(つまり、照射領域EAの-Z側に位置する塗装膜)の一部が加工光ELによって蒸発する。このとき、塗装膜SFの厚み方向において、照射領域EAに重なる塗装膜SFの全てが蒸発しない。つまり、塗装膜SFの厚み方向において、照射領域EAに重なる塗装膜SFの一部(具体的には、塗装膜SFのうち照射領域EAに相対的に近い部分)が蒸発する一方で、照射領域EAに重なる塗装膜SFの他の一部(具体的には、塗装膜SFのうち照射領域EAから相対的に遠い部分)が蒸発しない。言い換えれば、塗装膜SFは、塗装膜SFから加工対象物Sが露出しない程度にしか蒸発しない。その結果、塗装膜SFが蒸発した部分では、塗装膜SFが除去される。一方で、塗装膜SFが蒸発しなかった部分では、塗装膜SFがそのまま残留する。つまり、図2(b)に示すように、加工光ELが照射された部分において、塗装膜SFが部分的に除去される。その結果、図2(b)に示すように、加工光ELが照射された部分において、加工光ELが照射されていない部分と比較して、塗装膜SFの厚みが薄くなる。言い換えれば、図2(b)に示すように、加工対象物Sの表面上には、加工光ELが照射されていないがゆえに相対的に厚いままの塗装膜SFと、加工光ELが照射されたがゆえに相対的に薄くなった塗装膜SFとが存在することになる。つまり、加工光ELの照射により、塗装膜SFの厚みが少なくとも部分的に調整される。その結果、塗装膜SFの表面に、塗装膜SFが相対的に薄い部分に相当する凹部(言い換えれば、溝部)Cが形成される。従って、本実施形態における「塗装膜SFを加工する動作」は、塗装膜SFの厚みを調整する動作、塗装膜SFの一部を除去する動作、及び、塗装膜SFに凹部Cを形成する動作を含む。また、塗装膜SFに照射される加工光ELのエネルギーは、加工光ELの照射によって加工対象物Sに影響を与えないように定められる。言い換えると、加工光ELのエネルギーは、加工光ELの照射によって塗装膜SFのみに影響を与えるように定められる。
The
塗装膜SFは、加工光ELを吸収することで蒸発する。つまり、塗装膜SFは、加工光ELのエネルギーが塗装膜SFに伝達されることで、例えば光化学的に分解され除去される。尚、加工光ELがレーザ光である場合には、加工光ELのエネルギーが塗装膜SFに伝達されることで塗装膜SF等が光化学的に分解され除去される現象を、レーザーアブレーションと称することもある。このため、塗装膜SFは、加工光ELを吸収可能な材料を含んでいる。具体的には、例えば、塗装膜SFは、加工光ELに関する吸収率(つまり、可視光の波長域とは異なる波長の光に関する吸収率)が所定の第1吸収閾値以上となる材料を含んでいてもよい。このような材料は、色素であってもよい。 The coating film SF evaporates by absorbing the processing light EL. That is, the coating film SF is decomposed and removed, for example, photochemically, by transmitting the energy of the processing light EL to the coating film SF. When the processing light EL is a laser beam, the phenomenon in which the coating film SF and the like are photochemically decomposed and removed by transmitting the energy of the processing light EL to the coating film SF is called laser ablation. There is also Therefore, the coating film SF contains a material capable of absorbing the processing light EL. Specifically, for example, the coating film SF includes a material whose absorptance with respect to the processing light EL (that is, absorptance with respect to light with a wavelength different from the wavelength range of visible light) is equal to or greater than a predetermined first absorption threshold. You can Such materials may be pigments.
塗装膜SFが色素を含む場合には、当該色素は、可視光の照射時に所望色を呈する色素であってもよい。その結果、このような色素を含む塗装膜SFは、所望色を呈することとなる。この場合、当該色素は、塗装膜SFが所望色を呈するように、可視光の波長域のうち塗装膜SFによって反射されることで所望色の光として人間に認識される波長の第1光成分の吸収率と、可視光のうち第1光成分以外の第2光成分の吸収率とが異なるという特性を有していてもよい。例えば、色素は、第1光成分の吸収率が第2光成分の吸収率よりも小さくなるという特性を有していてもよい。例えば、色素は、第1光成分の吸収率が所定の第2吸収閾値(但し、第2吸収閾値は、第1吸収閾値よりも小さい)以下になり、且つ、第2光成分の吸収率が所定の第3吸収閾値(但し、第3吸収閾値は、第2吸収閾値よりも大きい)以上になるという特性を有していてもよい。このような不可視光である加工光ELを相応に吸収可能である一方で所望色を呈する色素の一例として、例えば、ウクライナ国キエフに所在するスペクトラムインフォ社製の近赤外線吸収色素(一例として、テトラフルオロホウ素化4-((E)-2-{(3E)-2-クロロ-3-[2-(2,6-ジフェニル-4H-チオピラン-4-イリデン)エチリデン]シクロヘキサ-1-エン-1-イル}ビニル)-2,6-ジフェニルチオピリリウム)があげられる。 When the coating film SF contains a pigment, the pigment may be a pigment that exhibits a desired color when irradiated with visible light. As a result, the coating film SF containing such a dye exhibits a desired color. In this case, the dye is the first light component having a wavelength that is reflected by the coating film SF in the visible light wavelength range and recognized by humans as light of the desired color so that the coating film SF exhibits the desired color. and the absorptivity of the second light component other than the first light component in the visible light. For example, the dye may have the property that the absorbance of the first light component is less than the absorbance of the second light component. For example, the dye has an absorptivity of the first light component equal to or lower than a predetermined second absorption threshold (where the second absorption threshold is smaller than the first absorption threshold), and an absorptance of the second light component is It may have a characteristic of being equal to or greater than a predetermined third absorption threshold (where the third absorption threshold is greater than the second absorption threshold). As an example of a dye capable of appropriately absorbing processing light EL, which is invisible light, and exhibiting a desired color, for example, a near-infrared absorbing dye manufactured by Spectrum Info Co., Ltd. located in Kyiv, Ukraine (for example, Tetra Fluoroborated 4-((E)-2-{(3E)-2-chloro-3-[2-(2,6-diphenyl-4H-thiopyran-4-ylidene)ethylidene]cyclohex-1-ene-1 -yl}vinyl)-2,6-diphenylthiopyrylium).
或いは、塗装膜SFが色素を含む場合には、当該色素は、可視光に対して透明な色素であってもよい。その結果、このような色素を含む塗装膜SFは、透明な膜(いわゆる、クリアコート)となる。この場合、当該色素は、塗装膜SFが透明になるように、可視光をあまり吸収しない(つまり、相応に反射する)という特性を有していてもよい。例えば、色素は、可視光の吸収率が所定の第4吸収閾値よりも小さくなるという特性を有していてもよい。このような不可視光である加工光ELを相応に吸収可能である一方で可視光に対して透明になる色素の一例として、例えば、スペクトラムインフォ社製の近赤外線吸収色素(一例として、テトラフルオロホウ素化6-クロロ-2-[(E)-2-(3-{(E)-2-[6-クロロ-1-エチルベンゾ[cd]インドール-2(1H)-イリデン]エチリデン}-2-フェニル-1-シクロペンテン-1-イル)エテニル]-1-エチルベンゾ[cd]インドリウム)があげられる。 Alternatively, when the coating film SF contains a pigment, the pigment may be a pigment transparent to visible light. As a result, the coating film SF containing such pigments becomes a transparent film (so-called clear coat). In this case, the pigment may have the property that it absorbs less visible light (ie reflects accordingly) so that the paint film SF is transparent. For example, the dye may have the property that the absorption of visible light is less than a predetermined fourth absorption threshold. As an example of a dye that can appropriately absorb processing light EL, which is invisible light, while being transparent to visible light, for example, a near-infrared absorbing dye manufactured by Spectrum Info (an example is tetrafluoroboron 6-chloro-2-[(E)-2-(3-{(E)-2-[6-chloro-1-ethylbenzo[cd]indole-2(1H)-ylidene]ethylidene}-2-phenyl -1-cyclopenten-1-yl)ethenyl]-1-ethylbenzo[cd]indolium).
再び図1において、塗装膜SFを加工するために、加工装置1は、光照射装置11と、駆動系12と、収容装置13と、支持装置14と、駆動系15と、排気装置16と、気体供給装置17と、制御装置18とを備える。
Referring back to FIG. 1, in order to process the coating film SF, the
光照射装置11は、制御装置18の制御下で、塗装膜SFに対して加工光ELを照射可能である。加工光ELを照射するために、光照射装置11は、図3(a)に示すように、加工光ELを射出可能な光源系111と、光源系111から射出された加工光ELを塗装膜SFに導く光学系112とを備える。
The
光源系111は、例えば複数の加工光ELを同時に射出する。このため、光源系111は、図3(b)に示すように、複数の光源1111を備えている。複数の光源1111は、等間隔で一列に配列される。各光源1111は、パルス光を加工光ELとして射出する。パルス光の発光時間幅(以下、“パルス幅”と称する)が短くなると、加工精度(例えば、後述するリブレット構造の形成精度)が向上する。従って、各光源1111は、パルス幅が相対的に短いパルス光を、加工光ELとして射出してもよい。例えば、各光源1111は、パルス幅が1000ナノ秒以下となるパルス光を、加工光ELとして射出してもよい。或いは、図3(c)に示すように、光源系111は、単一の光源1111と、当該単一の光源1111からの光を複数の加工光ELに分岐する分岐器1112とを備えていてもよい。分岐器1112が分岐した複数の加工光ELが夫々射出される複数の射出口は、等間隔で一列に配列される。分岐器1112の一例として、光ファイバカプラ及び導波路型スプリッタ等の少なくとも一つがあげられる。尚、後述するように、分岐器1112として、レンズアレイ、回折光学素子及び空間光変調器等の少なくとも一つを用いてもよい。
The
光学系112は、フォーカスレンズ1121と、ガルバノミラー1122と、fθレンズ1123とを備える。複数の加工光ELは、フォーカスレンズ1121と、ガルバノミラー1122と、fθレンズ1123とを介して、塗装膜SFに照射される。
The
フォーカスレンズ1121は、1以上のレンズで構成され、その少なくとも一部のレンズの光軸方向に沿った位置を調整することで、複数の加工光ELの集光位置(つまり、光学系112の焦点位置)を調整するための光学素子である。ガルバノミラー1122は、複数の加工光ELが塗装膜SFの表面を走査する(つまり、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAが塗装膜SFの表面を移動する)ように、複数の加工光ELを偏向する。ガルバノミラー112は、X走査ミラー1122Xと、Y走査ミラー1122Yとを備える。X走査ミラー1122Xは、複数の加工光ELをY走査ミラー1122Yに向けて反射する。X走査ミラー1122Xは、θY方向(つまり、Y軸周りの回転方向)に揺動又は回転可能である。X走査ミラー1122Xの揺動又は回転により、複数の加工光ELは、塗装膜SFの表面をX軸方向に沿って走査する。X走査ミラー1122Xの揺動又は回転により、複数の照射領域EAは、塗装膜SF上をX軸方向に沿って移動する。X走査ミラー1122Xは、複数の照射領域EAと塗装膜SFとの間のX軸方向に沿った相対的な位置関係を変更する。Y走査ミラー1122Yは、複数の加工光ELをfθレンズ1123に向けて反射する。Y走査ミラー1122Yは、θX方向(つまり、X軸周りの回転方向)に揺動又は回転可能である。Y走査ミラー1122Yの揺動又は回転により、複数の加工光ELは、塗装膜SFの表面をY軸方向に沿って走査する。Y走査ミラー1122Yの揺動又は回転により、複数の照射領域EAは、塗装膜SF上をY軸方向に沿って移動する。Y走査ミラー1122Yは、複数の照射領域EAと塗装膜SFとの間のY軸方向に沿った相対的な位置関係を変更する。fθレンズ1123は、ガルバノミラー1122からの複数の加工光ELを塗装膜SF上に集光するための光学素子である。
The
fθレンズ1123は、光学系112が備える光学素子のうち光学系112の最も光射出側に位置する(言い換えれば、塗装膜SFに最も近い、又は、複数の加工光ELの光路の終端に位置する)終端光学素子である。fθレンズ1123は、光学系112に対して脱着可能なように構成されている。その結果、光学系112から古いfθレンズ1123を取り外した後に、光学系112に新しいfθレンズ1123を取り付けることが可能となる。但し、fθレンズ1123よりも射出側に設けられた光学素子(例えば、カバーレンズ等)を光学系112が備えている場合には、当該光学素子が終端光学素子となり、当該光学素子が光学系112に対して脱着可能なように構成されている。
The
光学系112からの複数の加工光ELの進行方向は、例えば互いに平行になる。その結果、本実施形態では、塗装膜SFに、進行方向が互いに平行な複数の加工光ELが同時に照射される。つまり、塗装膜SF上には、複数の照射領域EAが同時に設定される。このため、塗装膜SFに単一の加工光ELが照射される場合と比較して、塗装膜SFの加工に関するスループットが向上する。尚、光学系112としては、例えば図3(d)に示すように、全ての光学部材(例えば、フォーカスレンズ1121、ガルバノミラー1122及びfθレンズ1123)が同一平面上に位置しない構成であってもよい。
The traveling directions of the plurality of processing light beams EL from the
再び図1において、駆動系12は、制御装置18の制御下で、光照射装置11を、塗装膜SFに対して(つまり、塗装膜SFが表面に形成された加工対象物Sに対して)移動させる。つまり、駆動系12は、光照射装置11と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させる。光照射装置11と塗装膜SFとの間の相対的な位置関係が変更されると、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAと塗装膜SFとの間の相対的な位置関係もまた変更される。このため、駆動系12は、複数の照射領域EAと塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させるとも言える。駆動系12は、塗装膜SFの表面に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。図1に示す例では、塗装膜SFの表面は、X軸及びY軸のうち少なくとも一方に平行な平面であるため、駆動系12は、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。その結果、塗装膜SF上で照射領域EAがX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動する。駆動系12は、塗装膜SFの厚み方向(つまり、塗装膜SFの表面に交差する方向)に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。図1に示す例では、塗装膜SFの厚み方向は、Z軸に沿った方向であるため、駆動系12は、Z軸に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。駆動系12は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて、θX方向、θY方向及びθZ方向(つまり、Z軸周りの回転方向)の少なくとも一つに沿って、光照射装置11を移動させてもよい。
Referring back to FIG. 1, the
駆動系12は、光照射装置11を支持すると共に、当該支持している光照射装置11を移動させる。この場合、駆動系12は、例えば、光照射装置11を支持する第1支持部材と、当該第1支持部材を移動させる第1移動機構とを備えている。
The
収容装置13は、天井部材131と、隔壁部材132とを備えている。天井部材131は、光照射装置11の+Z側に配置される。天井部材131は、XY平面に沿った板状の部材である。天井部材131は、支持部材133を介して駆動系12を支持する。天井部材131の-Z側の面の外縁(或いは、その近傍)には、隔壁部材132が配置されている。隔壁部材132は、天井部材131から-Z側に向かって延伸する筒状(例えば、円筒状の又は矩形筒状の)の部材である。天井部材131と隔壁部材132とによって囲まれた空間は、光照射装置11及び駆動系12を収容するための収容空間SPとなる。従って、上述した駆動系12は、収容空間SP内で光照射装置11を移動させる。更に、収容空間SPは、光照射装置11と塗装膜SFとの間の空間(特に、加工光ELの光路を含む空間)を含んでいる。より具体的には、収容空間SPは、光照射装置11が備える終端光学素子(例えば、fθレンズ1123)と塗装膜SFとの間の空間(特に、加工光ELの光路を含む空間)を含んでいる。
The
天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELを遮光可能な部材である。つまり、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELの波長に対して不透明である。その結果、収容空間SP内を伝搬する加工光ELが収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。尚、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELを減光可能な部材であってもよい。つまり、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELの波長に対して半透明であってもよい。更に、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELの照射によって発生した不要物質を透過させない(つまり、遮蔽可能な)部材である。不要物質の一例として、塗装膜SFの蒸気があげられる。その結果、収容空間SP内で発生した不要物質が収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。
Each of the
隔壁部材132の端部(具体的には、塗装膜SF側の端部であり、図1に示す例では、-Z側の端部)134は、塗装膜SFの表面に接触可能である。端部134が塗装膜SFに接触する場合には、収容装置13(つまり、天井部材131及び隔壁部材132)は、塗装膜SFと協働して収容空間SPの密閉性を維持する。端部134は、塗装膜SFと接触した場合に、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状(特に、端部134のうち塗装膜SFに接触する接触面(図1に示す例では、-Z側の面)の形状、以下同じ)を変化させることが可能である。例えば、表面が平面形状の塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFと同様に平面形状になる。例えば、表面が曲面形状の塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFと同様に曲面形状になる。その結果、端部134が塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状を変化させることができない場合と比較して、収容空間SPの密閉性が向上する。形状を変化させることが可能な端部134の一例として、ゴム等の弾性を有する部材(言い換えれば、柔軟な部材)から形成されている端部134があげられる。尚、形状を変化させることが可能な端部134として、例えば図4に示されるような弾性を有する構造である蛇腹状の端部134aが用いられてもよい。
An
図1に戻って、端部134は、塗装膜SFに接触した状態で塗装膜SFに付着可能である。例えば、端部134は、塗装膜SFに吸着可能な吸着機構を備えていてもよい。端部134が塗装膜SFに付着すると、端部134が塗装膜SFに付着していない場合と比較して、収容空間SPの密閉性がより一層向上する。但し、端部134が塗装膜SFに付着可能でなくてもよい。この場合であっても、端部134が塗装膜SFに接触する限りは、収容空間SPの密閉性が相応に維持されることに変わりはない。
Returning to FIG. 1, the
隔壁部材132は、制御装置18の制御下で動作する不図示の駆動系(例えば、アクチュエータ)によって、Z軸に沿って伸縮可能な部材である。例えば、隔壁部材132は、蛇腹状の部材(いわゆる、ベローズ)であってもよい。この場合、隔壁部材132は、蛇腹部分の伸縮によって伸縮可能である。或いは、例えば、隔壁部材132は、異なる径を有する複数の中空状の円筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、隔壁部材132は、複数の円筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。隔壁部材132の状態は、少なくとも、隔壁部材132がZ軸に沿って伸びることでZ軸方向の長さが相対的に長い第1伸長状態と、隔壁部材132がZ軸に沿って縮小することでZ軸方向の長さが相対的に短い第1縮小状態とに設定可能である。隔壁部材132が第1伸長状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFに接触可能である。一方で、隔壁部材132が第1縮小状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFに接触しない。つまり、隔壁部材132が第1縮小状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFから+Z側に離れている。尚、隔壁部材132の状態を隔壁部材132の端部134が塗装膜SFに接触可能な第1伸長状態と、端部134が塗装膜SFから離れた第1縮小状態との間で切り換えるための構成は、隔壁部材132を伸縮する構成には限定されない。例えば収容装置13自体を±Z方向に沿って移動可能な構成とすることで、隔壁部材132の状態を第1伸長状態と第1縮小状態との間で切り換えてもよい。
The
収容装置13は更に、検出装置135を備えている。検出装置135は、収容空間SP内の不要物質(つまり、加工光ELの照射によって発生した物質)を検出する。検出装置135の検出結果は、後に詳述するように、隔壁部材132の状態を第1伸長状態から第1縮小状態へと変える際に制御装置18によって参照される。
The
支持装置14は、収容装置13を支持する。収容装置13が駆動系12及び光照射装置11を支持しているため、支持装置14は、実質的には、収容装置13を介して駆動系12及び光照射装置11を支持している。収容装置13を支持するために、支持装置14は、梁部材141と、複数の脚部材142とを備えている。梁部材141は、収容装置13の+Z側に配置される。梁部材141は、XY平面に沿って延伸する梁状の部材である。梁部材141は、支持部材143を介して収容装置13を支持する。梁部材141には、複数の脚部材142が配置されている。脚部材142は、梁部材141から-Z側に向かって延伸する棒状の部材である。
The
脚部材142の端部(具体的には、塗装膜SF側の端部であり、図1に示す例では、-Z側の端部)144は、塗装膜SFの表面に接触可能である。その結果、支持装置14は、塗装膜SFによって(つまり、加工対象物Sによって)支持される。つまり、支持装置14は、端部144が塗装膜SFに接触した状態で(言い換えれば、支持装置14が塗装膜Sによって支持された状態で)収容装置13を支持する。端部144は、収容装置13の端部134と同様に、塗装膜SFと接触した場合に、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状(特に、端部144のうち塗装膜SFに接触する接触面(図1に示す例では、-Z側の面)の形状、以下同じ)を変化させることが可能である。端部144は、塗装膜SFに接触した状態で塗装膜SFに付着可能である。例えば、端部144は、塗装膜SFに吸着可能な吸着機構を備えていてもよい。端部144が塗装膜SFに付着すると、端部144が塗装膜SFに付着していない場合と比較して、支持装置14の安定性が向上する。但し、端部144が塗装膜SFに付着可能でなくてもよい。
An
梁部材141は、制御装置18の制御下で動作する駆動系15によって、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って(或いは、XY平面に沿った任意の方向に沿って)伸縮可能な部材である。例えば、梁部材141は、異なる径を有する複数の筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、梁部材141は、複数の筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。
The
脚部材142は、制御装置18の制御下で動作する駆動系15によって、Z軸に沿って伸縮可能な部材である。例えば、脚部材142は、異なる径を有する複数の筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、脚部材142は、複数の筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。脚部材142の状態は、少なくとも、脚部材142がZ軸に沿って伸びることでZ軸方向の長さが相対的に長い第2伸長状態と、脚部材142がZ軸に沿って縮小することでZ軸方向の長さが相対的に短い第2縮小状態とに設定可能である。脚部材142が第2伸長状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFに接触可能である。一方で、脚部材142が第2縮小状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFに接触しない。つまり、脚部材142が第2縮小状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFから+Z側に離れている。
The
駆動系15は、制御装置18の制御下で、支持装置14を塗装膜SFに対して(つまり、塗装膜SFが表面に形成された加工対象物Sに対して)移動させる。つまり、駆動系15は、支持装置14と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させる。支持装置14が収容装置13を支持しているため、駆動系15は、実質的には、支持装置14を移動させることで、収容装置13を塗装膜SFに対して移動させる。つまり、駆動系15は、実質的には、収容装置13と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させる。更に、収容装置13は、駆動系12を介して光照射装置11を支持している。このため、駆動系15は、実質的には、支持装置14を移動させることで、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させることができる。つまり、駆動系15は、実質的には、光照射装置11と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させることができる。言い換えれば、駆動系15は、実質的には、複数の照射領域EAと塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させることができる。
The
駆動系15は、支持装置14を移動させるために、制御装置18の制御下で、梁部材141を伸縮させる。更に、駆動系15は、支持装置14を移動させるために、制御装置18の制御下で、複数の脚部材142を伸縮させる。尚、駆動系15による支持装置14の移動態様については、図7から図17を参照しながら後に詳述する。
The
排気装置16は、排気管161を介して収容空間SPに連結されている。排気装置16は、収容空間SP内の気体を排気可能である。特に、排気装置16は、収容空間SP内の気体を排気することで、加工光ELの照射によって発生した不要物質を、収容空間SPから収容空間SPの外部に吸引可能である。特に、この不要物質が加工光ELの光路上に存在する場合、塗装膜SFに対する加工光ELの照射に影響を与える可能性がある。このため、排気装置16は特に、光学系112の終端光学素子と塗装膜SFとの間の加工光ELの光路を含む空間から、当該空間内の気体とともに不要物質を吸引する。排気装置16が収容空間SPから吸引した不要物質は、フィルタ162を介して加工装置1の外部へと排出される。フィルタ162は、不要物質を吸着する。尚、フィルタ162は、着脱可能であってもよいし、交換可能であってもよい。
The
気体供給装置17は、吸気管171を介して収容空間SPに連結されている。気体供給装置17は、収容空間SPに気体を供給可能である。収容空間SPに供給する気体としては、大気及びCDA(クリーン・ドライ・エア)、不活性ガスの少なくとも一方があげられる。不活性ガスの一例として、窒素ガスがあげられる。本例では、気体供給装置17はCDAを供給する。このため、収容空間SPは、CDAによってパージされた空間となる。収容空間SPに供給されたCDAの少なくとも一部は、排気装置16によって吸引される。排気装置16が収容空間SPから吸引したCDAは、フィルタ162を通過して加工装置1の外部へと排出される。
The
気体供給装置17は特に、図3に示すfθレンズ1123の収容空間SP側の光学面1124(つまり、光学系112の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)にCDA等の気体を供給する。光学面1124は、収容空間SPに面しているがゆえに、加工光ELの照射によって発生した不要物質にさらされる可能性がある。その結果、光学面1124に不要物質が付着してしまう可能性がある。更に、加工光ELが光学面1124を通過するがゆえに、光学面1124を通過する加工光ELによって光学面1124に付着した不要物質が焼き付けられる(つまり、固着してしまう)可能性がある。光学面1124に付着した(更には、固着した)不要物質は、光学面1124の汚れとなって加工光ELの特性に影響を与えかねない。しかるに、光学面1124にCDA等の気体が供給されると、光学面1124と不要物質との接触が防止される。このため、光学面1124への汚れの付着が防止される。従って、気体供給装置17は、光学面1124への汚れの付着を防止する付着防止装置としても機能する。更には、光学面1124に汚れが付着(更には、固着)してしまった場合であっても、光学面1124に供給されたCDAによって汚れが除去される(例えば、吹き飛ばされる)可能性がある。従って、気体供給装置17は、光学面1124に付着した汚れを除去する付着防止装置としても機能し得る。
The
制御装置18は、加工装置1の全体の動作を制御する。特に、制御装置18は、後に詳述するように、所望の形状の凹部Cが所望の位置に形成されるように、光照射装置11、駆動系12、収容装置13及び駆動系15を制御する。
The
(2)加工装置1による加工動作の具体例
(2-1)加工動作によって形成される構造の具体例
図2を用いて上述したように、本実施形態では、加工装置1は、塗装膜SFに凹部Cを形成する。凹部Cは、塗装膜SFのうち加工光ELが実際に照射された部分(つまり、実際に加工光ELが照射される照射領域EAが設定された部分)に形成される。このため、塗装膜SF上で加工光ELが実際に照射される位置(つまり、実際に加工光ELが照射される照射領域EAが設定される位置)を適切に設定すれば、塗装膜SFの所望位置に凹部Cが形成可能となる。つまり、加工対象物S上に、塗装膜SFによる構造を形成可能となる。
(2) Specific example of machining operation by machining
(2-1) Concrete Example of Structure Formed by Processing Operation As described above with reference to FIG. The concave portion C is formed in a portion of the coating film SF that is actually irradiated with the processing light EL (that is, a portion in which the irradiation area EA that is actually irradiated with the processing light EL is set). Therefore, if the position where the processing light EL is actually irradiated on the coating film SF (that is, the position where the irradiation area EA where the processing light EL is actually irradiated is set) is appropriately set, the coating film SF can be A recess C can be formed at a desired position. That is, it becomes possible to form a structure of the coating film SF on the object S to be processed.
本実施形態では、加工装置1は、制御装置18の制御下で、このような塗装膜SFによる構造の一例であるリブレット構造を加工対象物S上に形成する。リブレット構造は、塗装膜SFの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗、乱流摩擦抵抗)を低減可能な構造である。リブレット構造が形成された加工対象物Sの流体に対する抵抗は、リブレット構造が形成されていない加工対象物Sの流体に対する抵抗よりも小さくなる。このため、リブレット構造は、加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗を低減可能な構造であるとも言える。尚、ここでいう流体とは、塗装膜SFの表面に対して流れている媒質(気体、液体)であればよく、例えば、媒質自体が静止していても塗装膜SFの表面が移動する場合には、この媒質を流体と称してもよい。
In the present embodiment, the
リブレット構造の一例が図5(a)及び図5(b)に示されている。図5(a)及び図5(b)に示すように、リブレット構造は、例えば、第1の方向(図5(a)及び図5(b)に示す例では、Y軸方向)に沿って凹部Cを連続的に形成することで形成される凹状構造CP1(つまり、第1の方向に沿って延伸するように直線状に形成された凹状構造CP1)が、第1の方向に交差する第2方向(図5(a)及び図5(b)に示す例では、X軸方向)に沿って複数配列された構造である。隣り合う2つの凹状構造CP1の間には、周囲から突き出た凸状構造CP2が実質的に存在する。従って、リブレット構造は、例えば、第1の方向(例えば、Y軸方向)に沿って直線状に延伸する凸状構造CP2が、第1の方向に交差する第2方向(例えば、X軸方向)に沿って複数配列された構造であるとも言える。図5(a)及び図5(b)に示されるリブレット構造は、周期的な構造である。 An example of a riblet structure is shown in FIGS. 5(a) and 5(b). As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the riblet structure is, for example, along a first direction (the Y-axis direction in the examples shown in FIGS. 5(a) and 5(b)). The concave structure CP1 formed by continuously forming the concave portions C (that is, the concave structure CP1 formed linearly so as to extend along the first direction) is located at the first direction crossing the first direction. It is a structure in which a plurality of elements are arranged along two directions (in the example shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the X-axis direction). A convex structure CP2 protruding from the periphery is substantially present between two adjacent concave structures CP1. Therefore, in the riblet structure, for example, the convex structures CP2 linearly extending along a first direction (eg, Y-axis direction) are arranged in a second direction (eg, X-axis direction) intersecting the first direction. It can also be said that it is a structure in which multiple are arranged along. The riblet structure shown in FIGS. 5(a) and 5(b) is a periodic structure.
隣り合う2つの凹状構造CP1の間隔(つまり、凹状構造CP1の配列ピッチP1)は、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。更に、各凹状構造CP1の深さ(つまり、Z軸方向の深さ)Dは、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。各凹状構造CP1の深さDは、凹状構造CP1の配列ピッチP1以下であってもよい。各凹状構造CP1の深さDは、凹状構造CP1の配列ピッチP1の半分以下であってもよい。各凹状構造CP1のZ軸を含む断面(具体的には、XZ平面に沿った断面)の形状は、お椀型の曲線形状であるが、三角形であってもよいし、四角形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。同様に、隣り合う2つの凸状構造CP2の間隔(つまり、凸状構造CP2の配列ピッチP2)は、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。更に、各凸状構造CP2の高さ(つまり、Z軸方向の高さ)Hは、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。各凸状構造CP2の高さHは、凸状構造CP2の配列ピッチP2以下であってもよい。各凸状構造CP2の高さHは、凸状構造CP2の配列ピッチP2の半分以下であってもよい。各凸状構造CP2のZ軸を含む断面(具体的には、XZ平面に沿った断面)の形状は、斜面が曲線となる山形の形状であるが、三角形であってもよいし、四角形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。尚、加工装置1が形成するリブレット構造自体は、例えば、日本機械学会編『機械工学便覧基礎編 α4流体工学』第5章に記述されるような既存のリブレット構造であってもよいため、リブレット構造そのものについての詳細な説明は省略する。
The interval between two adjacent recessed structures CP1 (that is, the arrangement pitch P1 of the recessed structures CP1) is, for example, several microns to several hundreds of microns, but may be other sizes. Furthermore, the depth (that is, the depth in the Z-axis direction) D of each concave structure CP1 is, for example, several microns to several hundred microns, but other sizes are possible. The depth D of each recessed structure CP1 may be less than or equal to the arrangement pitch P1 of the recessed structures CP1. The depth D of each recessed structure CP1 may be half or less of the arrangement pitch P1 of the recessed structures CP1. The shape of the cross section including the Z-axis of each concave structure CP1 (specifically, the cross section along the XZ plane) is a bowl-shaped curved shape, but may be triangular or quadrangular. However, it may be a polygon of pentagon or more. Similarly, the interval between two adjacent convex structures CP2 (that is, the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2) is, for example, several microns to several hundreds of microns, but may be other sizes. Further, the height (that is, the height in the Z-axis direction) H of each convex structure CP2 is, for example, several microns to several hundreds of microns, but other sizes are possible. The height H of each convex structure CP2 may be equal to or less than the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2. The height H of each convex structure CP2 may be half or less of the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2. The shape of the cross section including the Z-axis of each convex structure CP2 (specifically, the cross section along the XZ plane) is a chevron shape with curved slopes, but may be triangular or quadrangular. It may be a polygon with pentagons or more. Incidentally, the riblet structure itself formed by the
このようなリブレット構造は、上述したように、リブレット構造が形成された加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗を低減可能である。このため、加工対象物Sは、流体に対する抵抗を低減することが望まれる物体(例えば、構造体)であってもよい。例えば、加工対象物Sは、少なくとも一部が流体(例えば、気体及び液体の少なくとも一方)内を進むように移動可能な物体(つまり、移動体)を含んでいてもよい。具体的には、例えば、加工対象物Sは、図6(a)から図6(c)に示すように、航空機PLの機体(例えば、胴体PL1、主翼PL2、垂直尾翼PL3及び水平尾翼PL4のうち少なくとも1つ)を含んでいてもよい。この場合、図6(a)及び図6(c)に示すように、加工装置1は、支持装置14により航空機PLの機体上で自立していてもよい。或いは、支持装置14の脚部材142の端部144が塗装膜SFに付着可能であるがゆえに、図6(b)に示すように、加工装置1は、支持装置14により航空機PLの機体から吊り下がる(つまり、ぶら下がる)ように航空機PLの機体に付着してもよい。更に、支持装置14の脚部材142の端部144が塗装膜SFに付着可能であり且つ収容装置13の隔壁部材132の端部134が塗装膜SFに付着可能であるがゆえに、加工装置1は、塗装膜SFの表面が上方を向いている状態で水平面に対して傾斜している場合であっても、塗装膜SF上で自立可能である。更には、加工装置1は、塗装膜SFの表面が下方を向いている状態で水平面に対して傾斜している場合であっても、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能である。いずれの場合であっても、光照射装置11は、駆動系12により及び/又は支持装置14の移動により、機体の表面に沿って移動可能である。従って、加工装置1は、航空機の機体のような加工対象物S(つまり、表面が曲面となる、表面が水平面に対して傾斜している又は表面が下方を向いている加工対象物S)にも、塗装膜SFによるリブレット構造を形成可能である。
Such a riblet structure can reduce the resistance to fluid on the surface of the workpiece S on which the riblet structure is formed, as described above. Therefore, the workpiece S may be an object (for example, a structure) whose resistance to fluid is desired to be reduced. For example, the object to be processed S may include an object (that is, a moving object) that is movable so that at least a portion of it advances in a fluid (for example, at least one of gas and liquid). Specifically, for example, the workpiece S is, as shown in FIGS. at least one of them). In this case, as shown in FIGS. 6( a ) and 6 ( c ), the
その他、例えば、加工対象物Sは、自動車の車体を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、船舶の船体を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、ロケットの機体を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、タービン(例えば、水力タービン及び風力タービン等の少なくとも一つであり、特にそのタービンブレード)を含んでいてもよい。或いは、例えば、加工対象物Sは、少なくとも一部が流体内を進むように移動可能な物体を構成する部品を含んでいてもよい。或いは、例えば、加工対象物Sは、流動している流体内に少なくとも一部が固定される物体を含んでいてもよい。具体的には、例えば、加工対象物Sは、川又は海の中に設置される橋桁を含んでいてもよい。 In addition, for example, the workpiece S may include the body of an automobile. For example, workpiece S may include the hull of a vessel. For example, workpiece S may include a rocket fuselage. For example, the workpiece S may include a turbine (eg, at least one of, for example, a water turbine, a wind turbine, etc., particularly turbine blades thereof). Alternatively, for example, the workpiece S may include parts that constitute bodies that are at least partially movable to travel through a fluid. Alternatively, for example, workpiece S may comprise an object that is at least partially anchored within a flowing fluid. Specifically, for example, the workpiece S may include a bridge girder installed in a river or sea.
尚、ここにあげた加工対象物Sの一例は、比較的に大きな物体(例えば、数メートルから数百メートルのオーダーのサイズの物体)である。この場合、図6(a)から図6(c)に示すように、光照射装置11の大きさは、加工対象物Sの大きさよりも小さい。しかしながら、加工対象物Sは、どのようなサイズの物体であってもよい。例えば、加工対象物Sは、キロメートル、センチメートル、ミリメートル又はマイクロメートルのオーダーのサイズの物体であってもよい。
An example of the processing object S given here is a relatively large object (for example, an object with a size on the order of several meters to several hundred meters). In this case, as shown in FIGS. 6A to 6C, the size of the
上述したリブレット構造のサイズ(例えば、凹状構造CP1の配列ピッチP1、各凹状構造CP1の深さD、凸状構造CP2の配列ピッチP2、各凸状構造CP2の高さH等の少なくとも一つ)は、加工対象物Sがどのような物体であるかに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切なサイズに設定されてもよい。より具体的には、リブレット構造のサイズは、使用中の(つまり、運用中)の加工対象物Sの周囲に分布する流体の種類、加工対象物Sの流体に対する相対速度、及び、加工対象物Sの形状等の少なくとも一つに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られる適切なサイズに設定されてもよい。例えば、加工対象物Sが、巡航時に10kmの高度を時速1000kmで飛行する航空機の機体である場合には、凹状構造CP1の配列ピッチP1(つまり、凸状構造CP2の配列ピッチP2)は、例えば約78マイクロメートルに設定されてもよい。 The size of the riblet structure described above (for example, at least one of the arrangement pitch P1 of the concave structures CP1, the depth D of each concave structure CP1, the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2, the height H of each convex structure CP2, etc.) may be set to an appropriate size that appropriately obtains the effect of reducing friction depending on what kind of object the object S is to be processed. More specifically, the size of the riblet structure depends on the type of fluid distributed around the workpiece S in use (i.e., in operation), the velocity of the workpiece S relative to the fluid, and the relative velocity of the workpiece S to the fluid. Depending on at least one of the shape of S and the like, it may be set to an appropriate size that appropriately obtains the effect of reducing friction. For example, if the workpiece S is an aircraft fuselage that flies at an altitude of 10 km at a speed of 1000 km per hour during cruising, the arrangement pitch P1 of the concave structures CP1 (that is, the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2) is, for example, It may be set at about 78 microns.
更に、上述したリブレット構造のサイズは、加工対象物Sがどのような物体であり且つその物体のどの部分にリブレット構造が形成されるかに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切なサイズに設定されてもよい。例えば、加工対象物Sが航空機PLの機体である場合には、胴体PL1に形成されるリブレット構造のサイズと、主翼PL2に形成されるリブレット構造のサイズとが異なっていてもよい。 Furthermore, the size of the riblet structure described above is such that the effect of reducing friction can be appropriately obtained depending on what kind of object the workpiece S is and on which part of the object the riblet structure is formed. It may be set to an appropriate size. For example, when the workpiece S is the airframe of an aircraft PL, the size of the riblet structure formed on the fuselage PL1 may be different from the size of the riblet structure formed on the main wing PL2.
(2-2)加工動作の流れ
続いて、図7から図17を参照しながら、リブレット構造を形成するための加工動作の流れについて説明する。
(2-2) Flow of Processing Operation Next, the flow of processing operation for forming the riblet structure will be described with reference to FIGS. 7 to 17. FIG.
まず、上述したように、複数の加工光ELは、ガルバノミラー1122によって偏向される。リブレット構造を形成するためには、ガルバノミラー1122は、複数の加工光ELがY軸に沿って塗装膜SFの表面を走査する(つまり、塗装膜SFの表面上で複数の照射領域EAをY軸に沿って移動させる)スキャン動作と、塗装膜SFの表面上で複数の照射領域EAをX軸に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すように、複数の加工光ELを偏向する。このとき、塗装膜SFに対して光照射装置11を静止させたままガルバノミラー1122の制御で複数の加工光ELを走査させることができる塗装膜SFの表面上の領域のサイズには限界がある。従って、本実施形態では、図7に示すように、制御装置18は、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFのうちリブレット構造を形成するべき領域)に、複数の単位加工領域SAを設定する。各単位加工領域SAは、塗装膜SFに対して光照射装置11を静止させたままガルバノミラー1122の制御で複数の加工光ELを走査させることができる塗装膜SF上の領域に相当する。各単位加工領域SAの形状は四角形であるが、その形状は任意である。
First, as described above, the plurality of processing lights EL are deflected by the
制御装置18は、ガルバノミラー1122によって偏向される複数の加工光ELを一の単位加工領域SA(例えばSA1)に照射するように光照射装置11を制御することで、当該一の単位加工領域SA(SA1)にリブレット構造を形成する。その後、制御装置18は、塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させるように駆動系12及び15の少なくとも一方を制御することで、光照射装置11を、他の単位加工領域SA(例えばSA2)に複数の加工光ELを照射することが可能な位置に配置する。その後、制御装置18は、ガルバノミラー1122によって偏向される複数の加工光ELを他の単位加工領域SA(SA2)に照射するように光照射装置11を制御することで、当該他の単位加工領域SAにリブレット構造を形成する。制御装置18は以下の動作を全ての単位加工領域SA1からSA16を対象に繰り返すことで、リブレット構造を形成する。
The
以下、図7に示す単位加工領域SA1からSA4にリブレット構造を形成する動作を例にあげて説明を続ける。尚、以下では、X軸に沿って隣接する2つの単位加工領域SAが収容空間SP内に位置する例を用いて説明をする。しかしながら、収容空間SP内に任意の数の単位加工領域SAが位置する場合においても、同様の動作が行われることに変わりはない。 Hereinafter, the operation of forming the riblet structure in the unit processing areas SA1 to SA4 shown in FIG. 7 will be described as an example. In the following description, an example in which two unit processing areas SA adjacent to each other along the X-axis are positioned within the accommodation space SP will be described. However, even when an arbitrary number of unit processing areas SA are positioned within the accommodation space SP, similar operations are still performed.
図8に示すように、まず、制御装置18は、収容空間SP内に単位加工領域SA1及びSA2が位置する第1収容位置に収容装置13が配置されるように、駆動系15を制御して塗装膜SFに対して支持装置14を移動させる。つまり、制御装置18は、収容装置13により単位加工領域SA1及びSA2が覆われるように、支持装置14が支持する収容装置13を移動させる。更に、制御装置18は、光照射装置11が単位加工領域SA1に複数の加工光ELを照射することが可能な第1照射位置に配置されるように、駆動系12を制御して塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させる。収容装置13が第1収容位置に配置され且つ光照射装置11が第1照射位置に配置された後は、隔壁部材132は、第1伸長状態になる。従って、隔壁部材132の端部134は、塗装膜SFに接触し且つ付着する。同様に、複数の脚部材142は、第2伸長状態になる。従って、複数の脚部材142の端部144は、塗装膜SFに接触し且つ付着する。
As shown in FIG. 8, first, the
その後、図9(a)及び図9(b)に示すように、制御装置18は、複数の加工光ELが単位加工領域SA1を走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー1122)を制御する。具体的には、制御装置18は、上述したスキャン動作を行うために、単位加工領域SA1内のある領域を複数の加工光ELがY軸方向に沿って走査するように、ガルバノミラー1122のY走査ミラー1122Yを制御する。スキャン動作が行われている間は、光源系111は、複数の加工光ELを照射する。その後、制御装置18は、上述したステップ動作を行うために、ガルバノミラー1122のX走査ミラー1122Xを単位ステップ量だけ回転させる。ステップ動作が行われている間は、光源系111は、複数の加工光ELを照射しない。その後、制御装置18は、上述したスキャン動作を行うために、単位加工領域SA1内のある領域を複数の加工光ELがY軸方向に沿って走査するように、ガルバノミラー1122のY走査ミラー1122Yを制御する。このように、制御装置18は、スキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返して単位加工領域SA1の全体(或いは、単位加工領域SA1のうちリブレット構造を形成するべき一部の領域)を複数の加工光ELが走査するように、ガルバノミラー1122を制御する。その結果、単位加工領域SA1にリブレット構造が形成される。尚、図9(a)及び図9(b)に示すように、加工光ELが走査する領域の幅(つまり、単位加工領域SAの幅、特にX軸方向の幅)は、光照射装置11の幅(特に、X軸方向の幅)よりも大きい。
After that, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射している期間中は、複数の脚部材142が第2伸長状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、複数の脚部材142の端部144は、塗装膜SFに付着し続ける。その結果、支持装置14の安定性が向上するため、支持装置14の不安定性に起因して加工光ELの照射領域EAが塗装膜SF上で意図せずにずれてしまう可能性が小さくなる。但し、光照射装置11が加工光ELを照射している期間の少なくとも一部において、支持装置14が塗装膜SF上で自立可能(或いは、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能)である限りは、複数の脚部材142の一部が第2縮小状態にあってもよい。
The
制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射している期間中は、隔壁部材132が第1伸長状態のまま維持されるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134は、塗装膜SFに付着し続ける。その結果、収容空間SPの密閉性が維持されるため、収容空間SP内を伝搬する加工光ELが収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。更には、収容空間SP内で発生した不要物質が収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。
The
尚、塗装膜SFに付着しているはずの端部134の少なくとも一部が、何らかの要因によって塗装膜SFから離れてしまう事態が生ずる可能性がある。この場合に光照射装置11が加工光ELを照射し続けると、加工光EL及び不要物質の少なくとも一方が収容装置13の外部に漏れ出てしまう可能性がある。そこで、制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射している期間中に端部134の少なくとも一部が塗装膜SFから離れたことを検出した場合には、加工光ELの照射を停止するように光照射装置11を制御してもよい。
Incidentally, there is a possibility that at least a part of the
その後、図10に示すように、制御装置18は、光照射装置11が、第1照射位置から、光照射装置11が単位加工領域SA2に複数の加工光ELを照射することが可能な第2照射位置へと移動するように、駆動系12を制御する。光照射装置11が移動している期間中は、制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射しないように、光照射装置11を制御する。
After that, as shown in FIG. 10, the
その後、図11(a)及び図11(b)に示すように、制御装置18は、複数の加工光ELが単位加工領域SA2を走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー1122)を制御する。具体的には、制御装置18は、上述したスキャン動作と上述したステップ動作とを交互に繰り返して単位加工領域SA2の全体(或いは、単位加工領域SA2のうちリブレット構造を形成するべき一部の領域)を複数の加工光ELが走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー1122)を制御する。その結果、単位加工領域SA2にリブレット構造が形成される。尚、単位加工領域SA1内のリブレット構造を構成する凹部CP1の1本1本は、単位加工領域SA1に隣接する単位加工領域SA2(或いは、その他の単位加工領域SA)内のリブレット構造を構成する凹部CP1の1本1本と、互いに連続に連結されるようにしてもよいし連結されていなくてもよい。というのも、単位加工領域SAのサイズは10cm程度以上は確保でき、従って、単位加工領域SA内で加工光ELを走査した結果として形成される1本の凹部CP1の連続長は10cm程度以上となるが、これは航空機の使用時(すなわち巡航時)における対気速度と乱流現象の周波数から計算される、リブレット構造が機能を果たしうる連続長(およそ数mm)よりも十分長いからである。
After that, as shown in FIGS. 11(a) and 11(b), the
単位加工領域SA2にリブレット構造が形成された時点で、収容空間SPには、リブレット構造が未だ形成されていない単位加工領域SAが残っていない。このため、駆動系12によって収容空間SP内で光照射装置11を移動させるだけでは、光照射装置11は、未だリブレット構造が形成されていない単位加工領域SAに複数の加工光ELを照射してリブレット構造を形成することができない。そこで、リブレット構造が未だ形成されていない単位加工領域SAが収容空間SPに残っていない状態になった場合には、制御装置18は、支持装置14を移動させることで(つまり、収容装置13を移動させることで)、リブレット構造が未だ形成されていない単位加工領域SAが収容空間SP内に新たに位置するように、駆動系15を制御する。
When the riblet structure is formed in the unit processed area SA2, there remains no unit processed area SA in which the riblet structure is not yet formed in the accommodation space SP. Therefore, only by moving the
具体的には、まず、図12に示すように、制御装置18は、隔壁部材132の状態が第1伸長状態から第1縮小状態に切り替わるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134が塗装膜SFから離れる。尚、支持装置14が移動する期間中は、制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射しないように、光照射装置11を制御する。このため、端部134が塗装膜SFから離れたとしても、加工光EL及び不要物質の少なくとも一方が収容装置13の外部に漏れ出てくる可能性はない。
Specifically, first, as shown in FIG. 12, the
但し、収容空間SPに存在していた不要物質は、上述した排気装置16によって収容空間SPの外部に吸引されるものの、何らかの要因によって、収容空間SPに存在していた不要物質の全てが排気装置16によって吸引されていない(つまり、収容空間SPに不要物質が残留してしまう)可能性がある。この場合には、端部134が塗装膜SFから離れると、不要物質が収容装置13の外部に漏れ出てくる可能性がある。このため、制御装置18は、収容空間SP内の不要物質を検出する検出装置135の検出結果に基づいて、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替えるか否かを判定する。収容空間SPに不要物質が残留している場合には、制御装置18は、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替えない。この場合、排気装置16によって、収容空間SPに残留している不要物質が吸引され続ける。一方で、収容空間SPに不要物質が残留していない場合には、制御装置18は、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替える。
However, although the unnecessary substances existing in the accommodation space SP are sucked out of the accommodation space SP by the
更に、制御装置18は、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動(特に、後述するように、縮小していた梁部材141の伸長)に伴って塗装膜SFに対して移動する少なくとも一部の脚部材142の状態が、第2伸長状態から第2縮小状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。縮小していた梁部材141の伸長に伴って塗装膜SFに対して移動する脚部材142は、典型的には、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動方向(つまり、収容装置13の移動方向)の前方側に位置する脚部材142である。図12に示す例では、支持装置14が+X側に向かって移動し、支持装置14の移動方向の前方側に位置する脚部材142は、+X側に位置する脚部材142である。以下、支持装置14の移動方向の前方側に位置する脚部材142を、“前方脚部材142”と称する。その結果、前方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れる。
Further, the
その後、図13に示すように、制御装置18は、収容装置13が、第1収容位置から、収容空間SP内に単位加工領域SA3及SA4が位置する第2収容位置へと移動するように、駆動系15を制御する。具体的には、制御装置18は、支持装置14の移動方向に沿って梁部材141が伸長するように、駆動系15を制御する。その結果、梁部材141は、収容装置13を支持したまま(更には、収容装置13が支持する光照射装置11を支持したまま)伸長する。更に、支持装置14の移動と並行して、制御装置18は、光照射装置11が、第2照射位置から、光照射装置11が単位加工領域SA3に複数の加工光ELを照射することが可能な第3照射位置へと移動するように、駆動系12を制御する。
Thereafter, as shown in FIG. 13, the
支持装置14が移動している(つまり、縮小していた梁部材141が伸びている)期間中は、制御装置18は、隔壁部材132が第1縮小状態のまま維持されるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動(つまり、収容装置13の移動)が妨げられることはない。更には、支持装置14の移動中に端部134と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることはない。但し、端部134と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動が妨げられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部134の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。支持装置14の移動中に端部134と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部134の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。
While the
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置18は、前方脚部材142が第2縮小状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動(つまり、収容装置13の移動)が妨げられることはない。更には、支持装置14の移動中に端部144と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることはない。但し、端部144と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動が妨げられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部144の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。支持装置14の移動中に端部144と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部144の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。
Further, during periods when the
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置18は、複数の脚部材142のうち前方脚部材142以外の他の脚部材142が第2伸長状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動(つまり、収容装置13の移動)が妨げられることはない。更には、支持装置14の移動中に端部144と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることはない。前方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れたとしても、前方脚部材142以外の他の脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触している。このため、複数の脚部材142の全ての端部144が塗装膜SFに接触している場合と同様に、支持装置14が塗装膜SF上で自立可能(或いは、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能)であることに変わりはない。
Further, during the period in which the
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射しないように、光照射装置11を制御する。
Furthermore, while the
収容装置13が第2収容位置に配置された後、図14に示すように、制御装置18は、隔壁部材132が第1縮小状態から第1伸長状態に切り替わるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134が塗装膜SFに接触し且つ付着する。更に、制御装置18は、前方脚部材142が第2縮小状態から第2伸長状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触し且つ付着する。ここで、隔壁部材132の伸長動作と前方脚部材142の伸長動作とは同時に行われてもよいし、時間差をもって行われてもよい。
After the
その後、図15に示すように、制御装置18は、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動(特に、後述するように、伸長していた梁部材141の縮小)に伴って塗装膜SFに対して移動する少なくとも一部の脚部材142の状態が、第2伸長状態から第2縮小状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。伸長していた梁部材141の縮小に伴って塗装膜SFに対して移動する脚部材142は、典型的には、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142である。図15に示す例では、支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142は、-X側に位置する脚部材142である。以下、支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142を、“後方脚部材142”と称する。その結果、後方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れる。
After that, as shown in FIG. 15, the
その後、図16に示すように、制御装置18は、支持装置14の移動方向に沿って伸長していた梁部材141が縮小するように、駆動系15を制御する。
After that, as shown in FIG. 16, the
梁部材141の縮小が完了した後、図17に示すように、制御装置18は、後方脚部材142が第2縮小状態から第2伸長状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。その結果、後方脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触して付着する。
After the contraction of the
その後は、制御装置18は、複数の加工光ELが単位加工領域SA1及びSA2を走査する場合と同様に、複数の加工光ELが単位加工領域SA3及びSA4を走査するように、光照射装置11を制御する。以下、同様の動作が繰り返されることで、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFのうちリブレット構造を形成するべき領域)に複数の加工光ELが照射される。その結果、加工対象物S上に、塗装膜SFによるリブレット構造が形成される。
Thereafter, the
(3)加工装置1の技術的効果
以上説明したように、本実施形態の加工装置1は、加工光ELを加工対象物S(特に、その表面に形成された塗装膜SF)に照射することで、加工対象物Sの表面に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。このため、加工装置1は、加工対象物Sの表面をエンドミル等の切削工具で削り取ることでリブレット構造を形成する加工装置と比較して、比較的容易に且つ相対的に短時間でリブレット構造を形成することができる。
(3) Technical Effect of
更に、加工装置1は、複数の加工光ELを同時に照射して複数の凹状構造CP1を同時に形成することができる。このため、単一の加工光ELを照射して一度に単一の凹状構造CP1しか形成することができない加工装置と比較して、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
Furthermore, the
更に、加工装置1は、ガルバノミラー1122で複数の加工光ELを偏向して、塗装膜SFを相対的に高速に走査することができる。このため、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
Furthermore, the
更に、加工装置1は、加工対象物Sを直接的に加工することに代えて、加工対象物Sの表面に形成されている塗装膜SFを加工することで、加工対象物Sの表面にリブレット構造を形成することができる。このため、リブレット構造を形成するための特別な材料を加工対象物Sの表面(つまり、塗装膜SFの表面)に新たに付加する(例えば、貼り付ける)ことでリブレット構造を形成する加工装置と比較して、リブレット構造の形成に起因した加工対象物Sの重量の増加が回避可能である。
Furthermore, the
更に、加工装置1は、加工対象物Sを直接的に加工しないがゆえに、リブレット構造を比較的容易に再形成することができる。具体的には、リブレット構造の再形成の際には、まずは、塗装膜SFによるリブレット構造が一旦剥離され、その後、新たな塗装膜SFが塗布される。その後、加工装置1は、新たに塗布された塗装膜SFを加工することで、新たなリブレット構造を形成することができる。従って、リブレット構造の劣化(例えば、破損等)に対して、リブレット構造の再形成によって相対的に容易に対処可能となる。
Furthermore, since the
更に、加工装置1は、加工対象物Sを直接的に加工しないがゆえに、直接の加工が困難な又はリブレット構造がもともと形成されていない加工対象物Sの表面にもリブレット構造を形成することができる。つまり、加工対象物Sの表面に塗装膜SFが塗布された後に加工装置1が塗装膜SFを加工すれば、リブレット構造を比較的容易に形成可能である。
Furthermore, since the
更に、加工装置1は、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。塗装膜SFは、通常は、外部環境(例えば、熱、光、及び風等の少なくとも一つ)に対して相対的に高い耐久性を有している。このため、加工装置1は、相対的に高い耐久性を有するリブレット構造を、比較的容易に形成することができる。
Furthermore, the
更に、本実施形態では、光学系112の終端光学素子と塗装膜SFとの間における加工光ELの光路が収容空間SP内に含まれている。このため、加工光ELの光路が収容空間SPに含まれていない(つまり、開放空間に開放されている)加工装置と比較して、塗装膜SFに照射された加工光EL(或いは、当該加工光ELの塗装膜SFからの散乱光ないしは反射光等)が加工装置1の周囲へ伝搬する(言い換えれば、散乱してしまう)ことを適切に防止可能である。更には、加工光ELの照射によって発生した不要物質が加工装置1の周囲へ伝搬する(言い換えれば、飛散してしまう)ことを適切に防止可能である。
Furthermore, in this embodiment, the accommodation space SP includes the optical path of the processing light EL between the terminal optical element of the
更に、本実施形態では、塗装膜SF上を移動可能な支持装置14によって光照射装置11が支持されている。このため、加工装置1は、相対的に広範囲に広がる塗装膜SFを比較的容易に加工することができる。つまり、加工装置1は、加工対象物Sの表面の相対的に広い範囲に渡って塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。更には、加工装置1は、加工対象物Sを移動させなくてもよいため、相対的に大きな又は重い加工対象物Sの表面にも、相対的に容易にリブレット構造を形成することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
更に、加工装置1は、排気装置16を用いて、加工光ELの照射によって発生した不要物質を、収容空間SPの外部に吸引可能である。このため、塗装膜SFへの加工光ELの照射が、不要物質によって妨げられることは殆どない。このため、排気装置16を備えていない(つまり、塗装膜SFへの加工光ELの照射が不要物質によって妨げられる可能性がある)加工装置と比較して、加工光ELの照射精度が向上する。その結果、リブレット構造の形成精度が向上する。
Furthermore, the
更に、加工装置1は、気体供給装置17を用いて、光学面1124(つまり、光学系112の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)への汚れの付着を防止することができる。このため、気体供給装置17を備えていない加工装置と比較して、塗装膜SFへの加工光ELの照射が、光学面1124に付着してしまった汚れによって妨げられる可能性が小さくなる。このため、加工光ELの照射精度が向上する。その結果、リブレット構造の形成精度が向上する。
Furthermore, the
(4)変形例
続いて、加工装置1の変形例について説明する。
(4) Modification Next, a modification of the
(4-1)第1変形例
上述した図3に示す光照射装置11の構造は一例であり、加工装置1は、図3に示す光照射装置11とは異なる構造を有する他の光照射装置を備えていてもよい。以下、光照射装置11とは異なる構造を有する他の光照射装置の一例として、光照射装置21a、光照射装置22a、光照射装置23a、光照射装置24a、光照射装置25a、光照射装置26a及び光照射装置27aについて説明する。
(4-1) First Modification The structure of the
(4-1-1)光照射装置21aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置21aは、図18に示すように、加工光ELを射出可能な光源系211aと、光源系211aから射出された加工光ELを塗装膜SFに導く光学系212aとを備える。
(4-1-1) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光源系211aは、単一の光源2111aを備える。光源2111aは、上述した光源1111と同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。
The
光学系212aは、光源2111aから射出される加工光ELを複数(典型的には2つ)に分岐した後に、当該分岐した2つの加工光ELを干渉させることで形成される干渉縞を塗装膜SFの表面に形成する。干渉縞を形成するために、光学系212aは、光分岐器2121aと、光射出口2123aと、光射出口2124aと、集光光学系2125aと、集光光学系2126aとを備える。光分岐器2121aは、光源2111aから射出される加工光ELを、第1分岐光EL1と第2分岐光EL2とに分岐する。第1分岐光EL1は、不図示の導光路(例えば、光ファイバ等)を介して光射出口2123aから射出される。第2分岐光EL2は、不図示の導光路(例えば、光ファイバ等)を介して光射出口2124aから射出される。光射出口2123aから射出された第1分岐光EL1は、集光光学系2125aによって平行光に変換された上で、塗装膜SFの表面に照射される。光射出口2124aから射出された第2分岐光EL2は、集光光学系2126aによって平行光に変換された上で、塗装膜SFの表面に照射される。集光光学系2125aから照射される第1分岐光EL1及び集光光学系2126aから照射される第2分岐光EL2は、互いに干渉して、上述したリブレット構造(或いは、凹状構造CP1)に対応する、図中X方向に沿った周期方向の縞パターンである干渉パターンを有する干渉縞を塗装膜SFの表面に形成する。つまり、塗装膜SFには、塗装膜SFの表面上で強度分布を持つ干渉光が、リブレット構造を形成するための加工光として照射される。その結果、干渉縞に応じて塗装膜SFの一部が蒸発することで、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造が形成される。
The
光照射装置21aが第1分岐光EL1及び第2分岐光EL2を照射する照射領域EA(つまり、干渉縞を形成する照射領域EA)は、塗装膜SFの表面に沿って二次元的に広がる領域となる。従って、光照射装置21aを備える加工装置1aは、干渉縞を塗装膜SFの表面に形成する動作と、干渉縞を形成する照射領域EAを塗装膜SFの表面上でX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すことで、塗装膜SFによるリブレット構造を形成する。つまり、光照射装置21aを備える加工装置1aは、塗装膜SFの表面上のある領域に干渉縞を形成した後に、塗装膜SFに対して光照射装置21aを移動させ、塗装膜SFの表面上の別の領域に干渉縞を形成する動作を繰り返す。尚、光照射装置21aは、第1分岐光EL1及び第2分岐光EL2を偏向して照射領域EAを移動させることができない。このため、光照射装置21aを備える加工装置1aは、駆動系12によって光照射装置21aを移動させることで、塗装膜SFに対して照射領域EAを移動させる。尚、光照射装置21aにおいて、集光光学系2125a及び2126aと塗装膜SFとの間にガルバノミラーを配置して、照射領域EAを移動させてもよい。また、集光光学系2125aからの第1分岐光EL1と集光光学系2126aからの第2分岐光EL2との交差角度を変更して、干渉縞の縞パターンのピッチを変えてもよい。この場合、光射出口2123aと集光光学系2125aとを一体として移動可能に設け、光射出口2123bと集光光学系2125bとを一体として移動可能に設けて、照射領域EAに達する第1分岐光EL1及び第2分岐光EL2の交差角度を変更すればよい。
The irradiation area EA where the
(4-1-2)光照射装置22aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置22aは、図19に示すように、加工光ELを射出可能な光源系221aと、光源系221aから射出された加工光ELを塗装膜SFに導く光学系222aとを備える。
(4-1-2) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光源系221aは、単一の光源2211aを備える。光源2211aは、上述した光源1111と同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。
The
光学系222aは、光源2211aから射出される加工光ELを複数の加工光EL0に変換した上で、当該複数の加工光EL0を塗装膜SFに投影する。光学系222aは、ミラーアレイ2221aを備えている。ミラーアレイ2221aは、マトリクス状に配列された複数のミラーMを備えている。各ミラーMは、その傾斜角度が可変となるように構成される。動作の一例として、各ミラーMに入射してきた加工光ELを塗装膜SFに向けて反射する状態と、各ミラーMに入射してきた加工光ELを塗装膜SFに向けて反射しない状態との間で切り替えられる。尚、各ミラーMからの加工光EL0の塗装膜SF上での位置を変更するように、各ミラーMの傾斜角度が制御されてもよい。制御装置18は、上述したリブレット構造(特に、その一部である複数の凹状構造CP1)を形成可能な複数の加工光EL0がミラーアレイ2221aから射出するように、ミラーアレイ2221aを制御する。その結果、光照射装置22aは、上述した光照射装置11と同様に、塗装膜SFの表面に複数の加工光ELを同時に照射することができる。つまり、塗装膜SFの表面には、複数の加工光EL0が夫々照射される複数の照射領域EAが同時に設定される。その結果、光照射装置22aは、上述した光照射装置11と同様に、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。
The
光照射装置22aの光学系222aは、光照射装置11と同様に、ガルバノミラー1122及びfθレンズ1123を備えていてもよい。この場合、光照射装置22aは、ガルバノミラー1122を制御して、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させることができる。或いは、光学系222aがガルバノミラー1122及びfθレンズ1123を備えていない場合であっても、駆動系12によって光照射装置22aを移動させることで、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させてもよい。尚、ミラーアレイ2221aの各ミラーMの傾斜角度を制御して各ミラーMの反射面の位置を変化させることにより、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させてもよい。
The
(4-1-3)光照射装置23aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置23aは、図20に示すように、加工光ELを射出可能な光源系231aと、光源系231aから射出された加工光ELを塗装膜SFに導く光学系232aとを備える。
(4-1-3) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光源系231aは、上述した光源系111と同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。尚、図20では、複数の光源1111を備える光源系231a(つまり、図3(b)に示す構成を有する光源系231a)を用いて説明を進める。
Since the
光学系232aは、複数の光源1111から夫々射出される複数の加工光ELを縮小して、塗装膜SFに投影する。光学系232aは、複数のコリメータレンズ2321aと、投影光学系2322aとを備える。複数のコリメータレンズ2321aは、夫々、複数の光源1111から夫々射出される複数の加工光ELを平行光に変換する。投影光学系2322aは、夫々が平行光に変換された複数の加工光ELを、所定の縮小倍率(例えば、1/10の投影倍率)で塗装膜SFに投影する。尚、投影光学系2322aは、塗装膜SF上に光源像を形成するように構成されてもよく、塗装膜SFから光軸方向に離れた位置に光源像を形成するように構成されてもよい。その結果、光照射装置23aは、上述した光照射装置11と同様に、塗装膜SFに複数の加工光ELを同時に照射することができる。つまり、塗装膜SFの表面には、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAが同時に設定される。その結果、光照射装置23aは、上述した光照射装置11と同様に、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。ここで、投影光学系2322aの投影倍率は縮小倍率には限定されず、等倍であってもよいし、拡大倍率であってもよい。また、投影光学系2322aを構成する1以上の光学部材を移動可能(典型的には光軸方向に沿って移動可能)に設けて、投影倍率を変更する構成であってもよい。この場合には、複数の照射領域EAが形成される間隔が変更でき、ひいてはリブレット構造のピッチを変更できる。尚、複数のコリメータレンズ2321aのそれぞれは、光源1111上に設けてもよい。また、投影光学系2322aから射出される複数の加工光ELの進行方向が互いに平行である構成には限定されず、複数の加工光ELが進行するにつれてそれらの間隔が広がるように進行する、或いは狭まるように進行する構成であってもよい。
The
光照射装置23aの光学系232aは、光照射装置11と同様に、ガルバノミラー1122を備えていてもよい。この場合、光照射装置23aは、ガルバノミラー1122を制御して、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させることができる。或いは、光学系232aがガルバノミラー1122を備えていない場合であっても、駆動系12によって光照射装置23aを移動させることで、複数の加工光ELが塗装膜SFの表面を走査するように構成されてもよい。また、光源1111を移動させることで、複数の加工光ELが塗装膜SFの表面を走査するように構成されてもよい。
The
(4-1-4)光照射装置24aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置24aは、図21に示すように、加工光ELを射出可能な光源系241aと、光源系241aから射出された加工光ELを塗装膜SFに導く光学系242aとを備える。
(4-1-4) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光源系241aは、単一の光源2411aと、照明光学系2412aを備える。光源2411aは、上述した光源1111と同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。照明光学系2412aは、光源2411aからの加工光ELの光量を、加工光ELの光束断面内で均一にする。
The
光学系242aは、マスク2421aと、投影光学系2422aとを備えている。マスク2421aは、リブレット構造(或いは、形成するべき構造)に対応する光透過率分布を持つマスクパターン(例えば、加工光ELが通過可能な透過パターン及び加工光ELが遮光される遮光パターンがX方向に周期的に並ぶパターン)が形成されたフォトマスク(言い換えれば、レチクル)である。照明光学系2412aを通過した加工光ELは、マスク2421aを通過してリブレット構造に対応する周期的に変化する強度分布を有する加工光ELとなる。投影光学系2422aは、マスク2421aを通過した加工光ELを、所定の縮小倍率(例えば、1/10の投影倍率)で塗装膜SFに投影する。言い換えると、投影光学系はマスク2421aの縮小像を塗装膜SF上に形成する。その結果、光照射装置24aは、上述したリブレット構造(或いは、凹状構造CP1)に対応する強度分布を有する加工光ELを塗装膜SFの表面に照射する。つまり、塗装膜SFの表面には、塗装膜SFの表面上でリブレット構造に対応する強度分布を持つ加工光ELが照射される。その結果、加工光ELの強度分布に応じて塗装膜SFの一部が蒸発することで、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造が形成される。ここで、投影光学系2422aの投影倍率は縮小倍率には限定されず、等倍であってもよいし、拡大倍率であってもよい。また、投影光学系2422aを構成する1以上の光学部材を移動可能(典型的には光軸方向に沿って移動可能)に設けて、投影倍率を変更する構成であってもよい。この場合には、周期的に変化する強度分布の周期が変更でき、ひいてはリブレット構造のピッチを変更できる。
The
光照射装置24aが加工光ELを照射する照射領域EAは、塗装膜SFの表面に沿って二次元的に広がる領域となる。従って、光照射装置24aを備える加工装置1aでは、マスク2421aを介して加工光ELを塗装膜SFの表面に照射する動作と、照射領域EAを塗装膜SFの表面上でX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すことで、塗装膜SFによるリブレット構造を形成する。尚、光照射装置24aは、加工光ELを偏向して照射領域EAを移動させることができない。このため、光照射装置24aを備える加工装置1aは、駆動系12によって光照射装置24aを移動させることで、塗装膜SFに対して照射領域EAを移動させる。
The irradiation area EA where the
光照射装置24aの光学系242aは、光照射装置11と同様に、ガルバノミラー1122を備えていてもよい。この場合、光照射装置24aは、ガルバノミラー1122を制御して、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させることができる。また、マスク2421aと光源系241aとを投影光学系2422aに対して移動させてもよい。
The
尚、光照射装置24aは、マスク2421aに代えて、リブレット構造に応じた変調パターンで加工光ELを空間変調可能な空間光変調器を備えていてもよい。「加工光ELを空間変調する」とは、当該加工光ELの進行方向を横切る断面における当該加工光ELの振幅(強度)、光の位相、光の偏光状態、光の波長及び光の進行方向(言い換えれば、偏向状態)のうちの少なくとも1つである光特性の分布を変化させることを意味する。空間光変調器は、加工光ELを透過させて空間変調する透過型の空間光変調器であってもよいし、加工光ELを反射して空間変調する反射型の空間光変調器であってもよい。
The
(4-1-5)光照射装置25aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置25aは、図22に示すように、加工光ELを射出可能な光源系251aと、光源系251aから射出された加工光ELを複数のビームに分割するレンズアレイ2513aと、レンズアレイ2513aからの複数のビームを塗装膜SFに導く光学系252aとを備える。
(4-1-5) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光源系251aは、単一の光源2511aと、光源2511aからの入射ビームを整形、典型的には拡大して射出するビームエキスパンダ2512aとを備える。ビームエキスパンダ2512aは、光源2511aからの入射ビームのビーム断面内の強度分布を均一にするための光学部材を有していてもよい。
The
レンズアレイ2513aは、入射ビームを横切る方向、典型的には図中YZ平面内に配列されてそれぞれが入射ビームを集光する複数のレンズ素子を備えている。このレンズアレイ2513aの射出側には、二次元的に配列された光源像が形成される。
The
光学系252aは、入射する複数のビームの間隔を所定の間隔にするためのアフォーカルズームレンズ2522a、アフォーカルズームレンズ2522aからの複数のビームを所定位置に集光する集光光学系2523a、及び集光光学系2523aからの複数のビームを、複数の加工光EL0として塗装膜SF上に集光するfθレンズ2524aを備える。
The
光学系252aからの複数の加工光EL0(fθレンズ2524aからの複数の加工光EL0)は、塗装膜SF上に複数の照射領域EAを形成する。言い換えると、塗装膜SF上には、複数の加工光EL0が照射される。
A plurality of processing lights EL0 from the
ここで、アフォーカルズームレンズ2522aは、両側テレセントリックなズームレンズと見なすこともできる。このとき、レンズアレイ2513aによる複数の光源像形成位置と、アフォーカルズームレンズ2522aと集光光学系2523aとの間の光路と、塗装膜SFとは互いに光学的に共役であってもよい。アフォーカルズームレンズ2522aと集光光学系2523aとの間の光路、すなわちアフォーカルズームレンズ2522aの射出側の光路と塗装膜SFとが互いに共役であることから、アフォーカルズームレンズ2522aから射出される複数のビームの間隔を変更すれば、塗装膜SF上に達する加工光EL0の間隔も変更されることが明らかである。したがって、図示無き駆動部によって、アフォーカルズームレンズ2522aの倍率(角倍率)を変更して、塗装膜SF上に達する加工光EL0の間隔を変更してもよい。
Here, the
また、集光光学系2523aを構成する複数のレンズのうちの一部を、光軸方向に移動可能に設けてフォーカスレンズとしてもよい。
Also, a part of the plurality of lenses forming the condensing
尚、上述において、レンズアレイ2513aは光分岐素子と称することができる。レンズアレイ2513aに代えて、反射型のミラーアレイを用いてもよい。
Incidentally, in the above description, the
(4-1-6)光照射装置26aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置26aは、図23に示すように、加工光ELを射出可能な光源系261aと、光源系261aから射出された加工光ELを複数のビームに分割するレンズアレイ2613aと、レンズアレイ2613aからの複数のビームを塗装膜SFに導く光学系262aとを備える。
(4-1-6) In order to irradiate the structural coating film SF of the
図23に示した光照射装置26aは、ガルバノミラー2624aの位置が、集光光学系2623a(フォーカスレンズ)とfθレンズ2625aとの間に配置される点で、図22に示した光照射装置25aと異なる。光照射装置26aのその他の構成は、光照射装置25aのその他の構成と同じであってもよい。このようにガルバノミラー2624aの配置が異なっていても、図23に示す光照射装置26aは、図22に示した光照射装置25aと同様の効果を享受することができる。
The
尚、図23に示した光照射装置26aにおいて、fθレンズ2625aは、塗装膜SF側にテレセントリックな光学系であってもよく、塗装膜SF側が非テレセントリックな光学系であってもよい。fθレンズ2625aが塗装膜SF側に非テレセントリックな光学系である場合には、fθレンズ2625aの大きさよりも大きな面積に対して加工光ELを照射することができる。
In the
また、上述の図22及び図23に夫々示した光照射装置25a及び26aの夫々において、集光光学系2523a又は2623aのうちの一部のレンズを光軸方向に移動させてフォーカスレンズとする場合、フォーカスレンズの移動に伴って光学系252a、262aの倍率が変更されてしまう恐れがある。この場合、このフォーカスレンズの移動に伴う倍率変動を、アフォーカルズームレンズ2522a又は2622aの倍率変更で補正すればよい。
Also, in each of the
尚、本例では、ガルバノミラー2624aは、互いに直交する2軸廻りに移動可能な2軸ガルバノミラーであってもよいが、それに限定されず、図3に示したように、2つの1軸ガルバノミラーを組み合わせたものを用いてもよい。 In this example, the galvanomirror 2624a may be a biaxial galvanomirror that can move about two axes orthogonal to each other, but is not limited thereto. Combinations of mirrors may also be used.
(4-1-7)光照射装置27aの構造
塗装膜SFに加工光ELを照射するために、光照射装置27aは、図24に示すように、加工光ELを射出可能な光源系271aと、光源271aから射出された加工光を複数のビームに分岐する光分岐部材2713aを備える光分岐部と、光分岐部からの複数のビームを塗装膜SFに導く光学系272aとを備えている。ここで、光源系271aと光学系272aとの構成は、図22に示した光源系251a及び光学系252aと同様であるため、ここでは記載を省略する。
(4-1-7) In order to irradiate the structural coating film SF of the
光分岐部材2713aとしては、反射型の回折光学素子を用いることができる。光分岐部材2713aに入射した入射ビームは、例えば回折作用により、互いに異なる方向に進行する複数の回折ビームに分割される。光分岐部材2713aの射出側には、光分岐部材2713aの位置に前側焦点が位置するコリメート光学系2714aが設けられており、互いに異なる方向に進行する複数のビームは、コリメート光学系2714aによって互いに平行となるように向きが変えられ、互いに平行な複数のビームとして光学系272aに向かう。
A reflective diffractive optical element can be used as the
尚、光分岐部材2713aとしては、反射型の回折光学素子には限定されず、反射型の空間光変調器を用いてもよい。反射型の空間光変調器としては、互いにその位置及び/又は姿勢が変更可能な複数のミラーを有するミラーアレイ、又は、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)型の空間光変調器等、種々の空間光変調器を用いることができる。ここで、光分岐部材2713aとして、反射光の状態を能動的に変更することができる空間光変調器を用いれば、この空間光変調器からの光の状態(強度分布、進行方向等々)を変更して、塗装膜SF上の照射領域EAの位置、形状、分布等の少なくとも一つを調整できる。また、光分岐部材2713aとして透過型の回折光学素子及び透過型の空間光変調器の少なくとも一方を用いてもよい。
The
尚、図24に示した光学系272aとして、図25に示した光学系262aを用いてもよい。
The
(4-1-8)図3に示す光照射装置11の変形例
図3(b)に示す光源系111では、複数の光源1111は、等間隔で一列に配列されている。しかしながら、複数の光源111は、等間隔で配列されていなくてもよいし、一列に配列されていなくてもよい。つまり、複数の光源1111は、図3(b)に示す配列パターンとは異なるその他の配列パターンで配列されてもよい。例えば、複数の光源1111は、等間隔でマトリクス状に配列されていてもよい。例えば、複数の光源1111は、千鳥状の配列パターンで配列されていてもよい。例えば、複数の光源1111は、ランダムな間隔で一列に又は複数列に配列されていてもよい。
(4-1-8) Modification of
図3(c)に示す光源系111では、分岐器1112が分岐した複数の加工光EL夫々が射出される複数の射出口は、等間隔で一列に配列される。しかしながら、複数の射出口は、等間隔で配列されていなくてもよいし、一列に配列されていなくてもよい。つまり、複数の射出口は、図3(c)に示す配列パターンとは異なるその他の配列パターンで配列されてもよい。例えば、複数の射出口は、等間隔でマトリクス状に配列されていてもよい。例えば、複数の射出口は、千鳥状の配列パターンで配列されていてもよい。例えば、複数の射出口は、ランダムな間隔で一列に又は複数列に配列されていてもよい。或いは、光源系111は、単一の射出口を備えていてもよい。つまり、光源系111は、単一の加工光ELを照射してもよい。この場合、光源系111は、分岐器1112を備えていなくてもよい。
In the
図3に示す光照射装置11によれば、塗装膜SFには、複数の加工光ELが同時に照射される。しかしながら、複数の加工光ELが塗装膜SFに同時に照射されなくてもよい。例えば、複数の加工光ELの一部が塗装膜SFに照射されている期間中に、複数の加工光ELの他の一部が塗装膜SFに照射されていなくてもよい。例えば、複数の加工光ELの一部が第1のタイミングで塗装膜SFに照射され、その後、複数の加工光ELの他の一部が第1のタイミングとは異なる第2のタイミングで塗装膜SFに照射されてもよい。例えば、複数の加工光ELが順に塗装膜SFに照射されてもよい。
According to the
図3に示す光照射装置11では、ガルバノミラー1122は、X走査ミラー1122X及びY走査ミラー1122Yの双方を備える2軸式のガルバノミラーである。しかしながら、ガルバノミラー1122は、X走査ミラー1122X及びY走査ミラー1122Yのいずれか一方を備える1軸式のガルバノミラーであってもよい。このような1軸式のガルバノミラーを備える加工装置は、ガルバノミラーを制御して、複数の加工光ELで塗装膜SFの表面をX軸方向及びY軸方向のいずれか一方に沿って走査し、駆動系12を用いて1軸式のガルバノミラーを備える光照射装置をX軸方向及びY軸方向のいずれか他方に沿って移動させることで、複数の加工光ELで塗装膜SFの表面をX軸方向及びY軸方向のいずれか他方に沿って走査してもよい。尚、ガルバノミラー1122としては、直交する2軸の回りに回転可能な1つのミラーを備えるものであってもよい。
In the
(4-2)第2変形例
続いて、図25を参照しながら、第2変形例の加工装置1bについて説明する。図25に示すように、第2変形例の加工装置1bは、上述した加工装置1と比較して、表面特性計測装置19bを更に備えているという点で異なる。表面特性計測装置19bは、光照射装置11が複数の加工光ELを塗装膜SFの表面に照射する前に、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFの表面のうち光照射装置11が複数の加工光ELを照射しようとしている一部の面部分)の特性を計測する。表面特性計測装置19bは、支持部材136bを介して収容装置13によって支持されている。従って、収容空間SP内において、光照射装置11と表面特性計測装置19bとの間の相対的な位置関係は固定されている。更に、第2変形例の加工装置1bは、上述した加工装置1と比較して、表面特性計測装置19bの計測結果に基づいて光照射装置11を制御するという点で異なる。加工装置1bのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-2) Second Modification Next, a
以下、表面特性計測装置19bの計測結果に基づいて光照射装置11を制御する事前計測制御動作の具体例について説明する。
A specific example of the pre-measurement control operation for controlling the
(4-2-1)事前計測制御動作の第1具体例
第1具体例では、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFの表面の特性として、塗装膜SFの表面の形状を計測する。表面特性計測装置19bは、塗装膜SFに対して計測光MLb(以下、第1具体例で用いられる計測光MLbを、“計測光MLb1”と称する)を照射する。このため、表面特性計測装置19bは、計測光MLb1を照射する投光装置191bを備えている。更に、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFからの計測光MLb1の反射光を計測する。このため、表面特性計測装置19bは、計測光MLb1の反射光を検出する検出装置192bを備えている。反射光は、塗装膜SFの表面で反射された計測光MLb1であるため、反射光の計測結果(つまり、表面特性計測装置19bの出力)は、塗装膜SFの表面の形状に関する情報を含んでいる。このため、制御装置18は、表面特性計測装置19bの計測結果に基づいて、塗装膜SFの表面の形状を特定することができる。尚、塗装膜SFの表面の形状を計測する表面特性計測装置19bの一例として、塗装膜SFの表面上で所定の発光パターン(例えば、線状の発光パターン、又は、格子状の発光パターン)を有する計測光MLb1を照射し、計測光MLb1の照射方向と異なる方向からパターン像を計測して表面形状を計測可能な計測装置(例えば、光切断法を用いた計測装置等)があげられる。また、表面特性計測装置19bの一例としては、格子照射法若しくは格子投影法を用いたモアレトポグラフィ法、ホログラフィ干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法、又は、ナイフエッジ法など種々の手法の光学計測装置を用いることができる。
(4-2-1) First Concrete Example of Preliminary Measurement Control Operation In the first concrete example, the surface
第1具体例では、制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、複数の加工光ELの照射条件(つまり、照射状態)を設定する。第1具体例では、複数の加工光ELの照射条件は、複数の加工光ELの集光位置FPである。具体的には、制御装置18は、例えば、複数の加工光ELの集光位置FPを、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工することが可能な位置に設定する。ここで、上述したように、塗装膜SFは、加工光ELの照射によって塗装膜SFの一部が蒸発するように加工される。塗装膜SFは、加工光ELの照射によって加工光ELから塗装膜SFに加えられたエネルギー(つまり、塗装膜SFに吸収された加工光ELのエネルギー)に起因して蒸発する。加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーは、塗装膜SFの表面における加工光ELの強度が大きくなるほど高くなる。このため、塗装膜SFの表面における加工光ELの強度が、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上になっていれば、加工光ELの照射によって塗装膜SFが蒸発する。従って、制御装置18は、塗装膜SFの表面に対する加工光ELの集光位置FPの相対位置と、塗装膜SFの表面における加工光ELの強度との間の関係を考慮した上で、複数の加工光ELの集光位置FPを、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工することが可能な位置に設定する。また、加工光ELが照射される照射領域EA内の塗装膜SFの一部が蒸発するように加工されるところ、加工光ELの集光位置が塗装膜SFの表面から大きく外れる(つまり、Z軸方向に沿って外れる)と、加工光ELが照射される照射領域EAが大きくなり、所要のリブレットを得ることができない恐れがある。従って、制御装置18は、塗装膜SFの表面における加工光ELの照射領域EAの大きさが所要の大きさとなるように、複数の加工光ELの集光位置FPを設定する。
In the first specific example, the
このような前提を踏まえると、塗装膜SFの表面が光学系112の焦点深度(つまり、DOF:Depth Of Focusであり、複数の加工光ELの集光位置FPを中心に物体面側及び像面側に広がる領域)の範囲内に位置していれば、塗装膜SFの表面における加工光ELの強度が相応に大きくなる(つまり、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上になる)。また、塗装膜SFの表面が光学系112の焦点深度の範囲内に位置していれば、塗装膜SFの表面における加工光ELの照射領域EAの大きさが所要の大きさとなる。塗装膜SFの表面が光学系112の焦点深度の範囲内に位置するとは、塗装膜SFの表面に形成される加工光ELの照射領域EAの大きさが所要の範囲内であることを意味してもよい。従って、図26(a)から図26(d)に示すように、制御装置18は、例えば、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFの表面のうち複数の加工光ELが照射される一部の面部分)が位置するように、複数の加工光ELの集光位置FPを設定してもよい。図26(a)は、塗装膜SFの表面が平面となる場合において、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置する様子を示す断面図である。図26(b)は、塗装膜SFの表面が曲面となる場合において、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置する様子を示す断面図である。図26(c)は、塗装膜SFの表面に凹凸が存在する場合において、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置する様子を示す断面図である。図26(d)は、塗装膜SFの表面が光学系112の光軸AX(つまり、Z軸に沿った光軸AX)に対して傾斜している場合において、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置する様子を示す断面図である。
Based on such a premise, the surface of the coating film SF is the depth of focus of the optical system 112 (that is, DOF: Depth Of Focus), and the object plane side and the image plane ), the intensity of the processing light EL on the surface of the coating film SF is correspondingly increased (that is, the intensity is greater than that capable of evaporating the coating film SF). Further, if the surface of the coating film SF is positioned within the range of the depth of focus of the
塗装膜SFに対して複数の加工光ELの集光位置FPがZ軸に沿って移動すると、塗装膜SFと光学系112の焦点深度の範囲との間の相対的な位置関係(特に、Z軸方向における位置関係)が変わる。このため、制御装置18は、複数の加工光ELの集光位置FPを設定することで、実質的には、塗装膜SFと光学系112の焦点深度の範囲との間の相対的な位置関係を設定していると言える。
When the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL move along the Z axis with respect to the coating film SF, the relative positional relationship between the coating film SF and the range of the depth of focus of the optical system 112 (in particular, the Z positional relationship in the axial direction) is changed. For this reason, the
制御装置18は、このように集光位置FPを設定した後に、設定した集光位置FPに複数の加工光ELが集光されるように、光照射装置11が備えるフォーカスレンズ1121を制御する。つまり、制御装置18は、設定した集光位置FPに複数の加工光ELが集光されるように、フォーカスレンズ1121を制御して複数の加工光ELの集光位置FPをまとめて制御(つまり、調整)する。言い換えると、制御装置18は、設定した集光位置FPに複数の加工光ELが集光されるように、フォーカスレンズ1121を制御して複数の加工光ELの集光位置FPを同時に制御(同時に変更)する。尚、第1変形例で説明した光照射装置21aから24aにおいても、光学系212aから242aがフォーカスレンズ1121を備えていれば、制御装置18は、設定した集光位置FPに複数の加工光ELが集光されるように光照射装置21aから24aを制御可能である。その結果、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置することになる。従って、塗装膜SFの表面には、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上の加工光ELが照射される。このため、複数の加工光ELで塗装膜SFが適切に加工される。
After setting the condensing positions FP in this way, the
このような事前計測制御動作の第1具体例によれば、加工装置1bは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、塗装膜SFの表面の形状の制約を受けることなく、塗装膜SFを加工することができる。
According to the first specific example of such pre-measurement control operation, the
尚、複数の加工光ELの走査に伴い、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置(特に、塗装膜SFの表面に沿った方向における位置)が変わる。つまり、複数の加工光ELが、塗装膜SFの表面に沿って塗装膜SFに対して移動する。複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、複数の加工光ELが照射されている間に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが形成されている部分の形状もまた変わる可能性がある。このため、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されているとき(つまり、複数の加工光ELが塗装膜SFに対して相対的に移動しているとき)に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが形成されている部分の形状に基づいて集光位置FPを適宜設定し、設定した集光位置FPに複数の加工光ELが集光されるようにフォーカスレンズ1121を制御してもよい。
Along with the scanning of the plurality of processing light beams EL, the relative positions of the plurality of irradiation areas EA irradiated with the plurality of processing light beams EL on the surface of the coating film SF (in particular, along the surface of the coating film SF direction) changes. That is, the plurality of processing lights EL move along the surface of the coating film SF with respect to the coating film SF. When the relative positions of the multiple irradiation areas EA on the surface of the coating film SF change, the multiple irradiation areas EA are formed on the surface of the coating film SF while the multiple processing light beams EL are being irradiated. The shape of the resting part can also vary. For this reason, the
また、塗装膜SFの表面の形状によっては、複数の加工光ELの集光位置FPを設定しても、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFの表面のうち複数の加工光ELが照射される一部の面部分)の一部が光学系112の焦点深度の範囲内に位置できない場合がある。つまり、塗装膜SFの表面の一部が光学系112の焦点深度の範囲内に位置する一方で、塗装膜SFの表面の他の一部が光学系112の焦点深度の範囲内に位置することができない場合がある。この場合には、加工装置1bは、光学系112の焦点深度の範囲内に表面が位置する塗装膜SFの一部に対して加工光ELが照射される一方で、光学系112の焦点深度の範囲内に表面が位置しない塗装膜SFの他の一部に対して加工光ELが照射されないように、複数の加工光ELの一部だけを選択的に塗装膜SFに照射してもよい。
Further, depending on the shape of the surface of the coating film SF, even if a plurality of condensing positions FP of the processing light beams EL are set, the surface of the coating film SF (especially, a plurality of processing light beams EL on the surface of the coating film SF are irradiated. (Some of the surface portions to be viewed) may not be positioned within the depth of focus of the
また、フォーカスレンズ1121による複数の加工光ELの集光位置FPの制御は、Z軸方向における塗装膜SFの表面と複数の加工光ELの集光位置FPとの間の相対的な位置関係の制御と等価である。このため、制御装置18は、フォーカスレンズ1121を制御して複数の加工光ELの集光位置FPを制御することに加えて又は代えて、駆動系12を制御して塗装膜SFに対する光照射装置11のZ軸方向における相対位置を制御してもよい。この場合であっても、加工装置1bは、塗装膜SFの表面の形状の制約を受けることなく、塗装膜SFを加工することができる。
Further, the control of the converging positions FP of the plurality of processing light beams EL by the
また、集光位置FPが変わると、塗装膜SFの表面と交差する軸を含む面(例えば、図26(a)から図26(d)に示す例では、XZ平面)内での複数の加工光ELの強度分布が変わる。このため、フォーカスレンズ1121による複数の加工光ELの集光位置FPの制御は、塗装膜SFの表面と交差する軸を含む面内での複数の加工光ELの強度分布の制御と等価である。逆に言えば、制御装置18は、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工することができるように、塗装膜SFの表面と交差する軸を含む面内での複数の加工光ELの強度分布を制御してもよい。この場合、光学系112は、制御装置18の制御下で複数の加工光ELの強度分布を調整するための強度分布調整素子を備えていてもよい。強度分布調整素子としては、例えば光路を横切る面内で所要の濃度分布を有するフィルタ、光路を横切る面内で所要の面形状を有する非球面(屈折又は反射)光学部材、回折光学素子、空間光変調器等を用いることができる。或いは、塗装膜SFの表面と交差する軸を含む面内での複数の加工光ELの形状が変わると、複数の加工光ELの強度分布もまた変わり得る。このため、制御装置18は、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工することができるように、塗装膜SFの表面と交差する軸を含む面内での複数の加工光ELの形状を制御してもよい。この場合、光学系112は、制御装置18の制御下で複数の加工光ELの形状を調整するための光形状調整素子を備えていてもよい。光形状調整素子としては、例えば所定の開口形状を有する絞り、光路を横切る面内で所要の濃度分布を有するフィルタ、光路を横切る面内で所要の面形状を有する非球面(屈折又は反射)光学部材、回折光学素子、空間光変調器等を用いることができる。尚、制御装置18は、複数の加工光ELの強度分布及び形状の少なくとも一方を制御する場合には、複数の加工光ELの集光位置FPを制御してもよいし、制御しなくてもよい。
Further, when the condensing position FP changes, a plurality of processing operations are performed within a plane including an axis intersecting the surface of the coating film SF (for example, the XZ plane in the examples shown in FIGS. 26(a) to 26(d)). The intensity distribution of the light EL changes. Therefore, the control of the condensing positions FP of the plurality of processing lights EL by the
また、集光位置FPが変わると、塗装膜SFの表面上での照射領域EAの大きさが変わる。具体的には、塗装膜SFの表面に沿った方向において集光位置FPが塗装膜SFの表面に近づくほど、照射領域EAの大きさが小さくなる。塗装膜SFの表面に沿った方向において集光位置FPが塗装膜SFの表面から遠ざかるほど、照射領域EAの大きさが大きくなる。このため、フォーカスレンズ1121による複数の加工光ELの集光位置FPの制御は、塗装膜SF上での複数の照射領域EAの大きさの制御と等価である。従って、制御装置18は、実質的には、塗装膜SFと複数の照射領域EAとの位置関係に基づいて、塗装膜SFの表面上での複数の照射領域EAの大きさを制御しているとも言える。例えば、図26(c)に示す例で言えば、制御装置18は、(i)塗装膜SF上の第1部分(図26(c)に示す左側に位置する部分)に形成される照射領域EAの大きさを相対的に小さくし、(i)塗装膜SF上の第2部分(図26(c)に示す中央に位置する部分)及び第3部分(図26(c)に示す右側に位置する部分)に形成される照射領域EAの大きさを相対的に大きくするように、複数の照射領域EAの大きさを制御しているとも言える。つまり、制御装置18は、塗装膜SF上の第1部分に形成される照射領域EAの大きさを所望の第1の大きさに設定し、塗装膜SF上の第2部分に形成される照射領域EAの大きさを所望の第2の大きさに設定し、塗装膜SF上の第3部分に形成される照射領域EAの大きさを所望の第3の大きさに設定しているとも言える。
Further, when the condensing position FP changes, the size of the irradiation area EA on the surface of the coating film SF changes. Specifically, the closer the condensing position FP is to the surface of the coating film SF in the direction along the surface of the coating film SF, the smaller the size of the irradiation area EA becomes. In the direction along the surface of the coating film SF, the farther the condensing position FP is from the surface of the coating film SF, the larger the size of the irradiation area EA becomes. Therefore, control of the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL by the
また、上述した説明では、制御装置18は、フォーカスレンズ1121を制御することで、複数の加工光ELの集光位置FPをまとめて制御(同時に制御)可能である。しかしながら、制御装置18は、複数の加工光ELの集光位置FPを個別に又は別個独立に制御してもよい。但し、複数の加工光ELの集光位置FPを個別に又は別個独立に制御する場合には、加工装置1bは、光照射装置11に代えて、複数の加工光ELの集光位置FPを夫々調整するための複数のフォーカスレンズ1121を備える光照射装置11b-1を備える。複数のフォーカスレンズ1121を備える光照射装置11b-1の一例は、図27に示されている。図27に示すように、光照射装置11b-1は、複数の照射ユニット110b-1を備えている。各照射ユニット110b-1は、光源系111b-1と、上述した光学系112とを備えている。光源系111b-1は、単一の光源1111を備えている。このような光照射装置11b-1では、複数の加工光ELを夫々照射する複数の照射ユニット110b-1が複数のフォーカスレンズ1121を夫々備えているため、複数の加工光ELの集光位置FPが個別に又は別個独立に制御可能となる。尚、各照射ユニット110b-1は、複数の加工光ELをそれぞれ塗装膜SFに照射するものには限定されず、単一の加工光ELをそれぞれ塗装膜SFに照射するものであってもよい。
Further, in the above description, the
尚、各照射ユニット110b-1が単一の加工光ELを照射する場合、図28に示すように、各照射ユニット110b-1の光学系112が塗装膜SF側に非テレセントリックな光学系であるときには、塗装膜SFの表面が平面であっても塗装膜SF上の位置に依存して光学系112から集光位置FPまでの距離が変わる。この場合には、加工光ELの塗装膜SF上での照射位置に応じて、フォーカスレンズ1121を制御すればよい。
When each
複数の加工光ELの集光位置FPが個別に又は別個独立に制御される場合においても、制御装置18は、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置するように、複数の加工光ELの集光位置FPを設定してもよい。或いは、制御装置18は、図29(a)から図29(d)に示すように、複数の加工光ELの夫々の集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置するように、複数の加工光ELの集光位置FPを設定してもよい。図29(a)は、塗装膜SFの表面が平面となる場合において、複数の加工光ELの集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する様子を示す断面図である。図29(b)は、塗装膜SFの表面が曲面となる場合において、複数の加工光ELの集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する様子を示す断面図である。図29(c)は、塗装膜SFの表面に凹凸が存在する場合において、複数の加工光ELの集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する様子を示す断面図である。図29(d)は、塗装膜SFの表面が光学系112の光軸AXに対して傾斜している場合において、複数の加工光ELの集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する様子を示す断面図である。
Even when the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL are individually or independently controlled, the
更に、複数の加工光ELの集光位置FPが個別に又は別個独立に制御される場合においても、塗装膜SFの表面の形状によっては、複数の加工光ELのうちの一部の集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置できない場合がある。つまり、複数の加工光ELの一部の集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する一方で、複数の加工光ELの他の一部の集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置することができない場合がある。この場合には、加工装置1bは、集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置する加工光ELが塗装膜SFに照射される一方で、集光位置FPが塗装膜SFの表面に位置しない加工光ELが照射されないように、複数の加工光ELの一部だけを選択的に塗装膜SFに照射してもよい。或いは、複数の加工光ELの集光位置FPが個別に又は別個独立に制御される場合においても、複数の加工光ELのうちの一部の加工光ELを照射するための光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置できない場合がある。つまり、複数の加工光ELのうちの一の加工光ELを照射するための一の光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置する一方で、複数の加工光ELのうちの他の加工光ELを照射するための他の光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置できない場合がある。この場合にも、加工装置1bは、塗装膜SFの表面が焦点深度の範囲内に含まれる光学系112を介して加工光ELが照射される一方で、塗装膜SFの表面が焦点深度の範囲内に含まれない光学系112を介して加工光ELが照射されないように、複数の加工光ELの一部だけを選択的に塗装膜SFに照射してもよい。
Furthermore, even when the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL are individually or independently controlled, depending on the shape of the surface of the coating film SF, some of the plurality of processing light beam EL condensing positions FP may not be positioned on the surface of the coating film SF. That is, some of the plurality of processing light beams EL are condensed at positions FP on the surface of the coating film SF, while some of the plurality of processing light beams EL are condensed at positions FP on the surface of the coating film SF. may not be possible. In this case, the
尚、図29(a)から図29(d)に示すように、複数の加工光ELの集光位置FPの個別の制御は、実質的には、Z軸方向(或いは、塗装膜SFの表面に交差する方向)における塗装膜SFに対する複数の加工光ELの集光位置FPの相対的な位置関係の変更と等価である。このため、制御装置18は、複数のフォーカスレンズ1121を制御して複数の加工光ELの集光位置FPを制御することに加えて又は代えて、複数の照射ユニット110b-1を個別に移動可能な不図示の駆動系を制御して塗装膜SFに対する複数の照射ユニット110b-1の夫々のZ軸方向における相対位置を制御してもよい。複数の照射ユニット110b-1の夫々のZ軸方向における相対位置の制御によって、Z軸方向における塗装膜SFの表面と複数の加工光ELの集光位置FPとの間の相対的な位置関係が変わる。このため、加工装置1bは、複数の照射ユニット110b-1の夫々のZ軸方向における相対位置を制御しても、塗装膜SFの表面の形状の制約を受けることなく、塗装膜SFを加工することができる。
Incidentally, as shown in FIGS. 29(a) to 29(d), the individual control of the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL is substantially performed in the Z-axis direction (or on the surface of the coating film SF). ) is equivalent to changing the relative positional relationship of the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL with respect to the coating film SF. Therefore, the
或いは、塗装膜SFに対する複数の照射ユニット110b-1の夫々の姿勢(例えば、チルト量であって、θX方向及びθY方向の少なくとも一方における相対位置)が変化しても、複数の照射ユニット110b-1が夫々出射する複数の加工光ELの集光位置FPの相対的な位置関係が変わる。このため、制御装置18は、複数の照射ユニット110b-1を個別に移動可能な不図示の駆動系を制御して塗装膜SFに対する複数の照射ユニット110b-1の夫々の姿勢を制御してもよい。この場合であっても、加工装置1bは、塗装膜SFの表面の形状の制約を受けることなく、塗装膜SFを加工することができる。尚、複数の照射ユニット110b-1を備えていない光照射装置11を加工装置1bが備えている場合であっても、制御装置18は、塗装膜SFに対する光照射装置11の姿勢を制御してもよい。この場合であっても、塗装膜SFに対する複数の加工光ELの集光位置FPの相対的な位置が制御可能である。
Alternatively, even if the posture of each of the plurality of
(4-2-2)事前計測制御動作の第2具体例
事前計測制御動作の第2具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、複数の加工光ELの照射条件として、複数の加工光ELの集光位置FPに代えて、光学系112の焦点深度に関する条件(以下の説明では、焦点深度の範囲を用いる)が用いられるという点で異なる。事前計測制御動作の第2具体例のその他の特徴は、事前計測制御動作の第1具体例と同じであってもよい。
(4-2-2) Second specific example of pre-measurement control operation The second specific example of the pre-measurement control operation is different from the first specific example of the pre-measurement control operation described above. The difference is that, as a condition, a condition regarding the depth of focus of the optical system 112 (a range of depth of focus is used in the following description) is used instead of the condensing positions FP of the plurality of processing light beams EL. Other features of the second specific example of the pre-measurement control action may be the same as those of the first specific example of the pre-measurement control action.
第2具体例においても、第1具体例と同様に、制御装置18は、複数の加工光ELの集光位置FPを、複数の加工光ELで塗装膜SFを加工することが可能な位置に設定する。例えば、図30(a)から図30(d)に示すように、制御装置18は、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFの表面のうち複数の加工光ELが照射される一部の面部分)が位置するように、光学系112の焦点深度の範囲を設定してもよい。言い換えると、制御装置18は、塗装膜SFの表面に形成される加工光ELの照射領域EAの大きさが所要の範囲内となるように、光学系112の焦点深度の範囲を設定してもよい。図30(a)は、塗装膜SFの表面が平面となる場合において、塗装膜SFの表面を含むように設定された光学系112の焦点深度の範囲を示す断面図である。図30(b)は、塗装膜SFの表面が曲面となる場合において、塗装膜SFの表面を含むように設定された光学系112の焦点深度の範囲を示す断面図である。図30(c)は、塗装膜SFの表面に凹凸が存在する場合において、塗装膜SFの表面を含むように設定された光学系112の焦点深度の範囲を示す断面図である。図30(d)は、塗装膜SFの表面が光学系112の光軸AXに対して傾斜している場合において、塗装膜SFの表面を含むように設定された光学系112の焦点深度の範囲を示す断面図である。
In the second specific example, similarly to the first specific example, the
第2具体例では、光学系112は、光学系112の焦点深度の範囲を調整するための光学素子(以下、この光学素子を、“焦点深度調整素子”と称する)を備えている。焦点深度調整素子としては、例えばフォーカスレンズ1121とすることができる。焦点深度の範囲は、光の進行方向における焦点深度の範囲の下限及び上限の位置とすることができる。制御装置18は、光学系112の焦点深度の範囲が設定した焦点深度の範囲となるように、焦点深度調整素子を制御する。その結果、光学系112の焦点深度の範囲内に塗装膜SFの表面が位置することになる。従って、塗装膜SFの表面には、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上の加工光ELが照射され、所要の範囲で塗装膜SFが除去される。このため、複数の加工光ELで塗装膜SFが適切に加工される。尚、第2具体例では、焦点深度の範囲の大きさを一定としたが、焦点深度の範囲の大きさを変更するようにしてもよい。焦点深度の範囲の大きさを変更する場合、光学系112の塗装膜SF側の開口数を変更してもよい。
In the second specific example, the
このような事前計測制御動作の第2具体例によれば、加工装置1bは、上述した事前計測制御動作の第1具体例によって享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
According to such a second specific example of the pre-measurement control operation, the
尚、第2具体例においても、第1具体例と同様に、塗装膜SFの表面の形状によっては、光学系112の焦点深度の範囲を設定しても、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFの表面のうち複数の加工光ELが照射される一部の面部分)の一部が光学系112の焦点深度の範囲内に位置できない場合がある。この場合には、加工装置1bは、光学系112の焦点深度の範囲内に表面が位置する塗装膜SFの一部に対して加工光ELが照射される一方で、光学系112の焦点深度の範囲内に表面が位置しない塗装膜SFの他の一部に対して加工光ELが照射されないように、複数の加工光ELの一部だけを選択的に塗装膜SFに照射してもよい。
In the second specific example, as in the first specific example, depending on the shape of the surface of the coating film SF, even if the range of the depth of focus of the
(4-2-3)事前計測制御動作の第3具体例
事前計測制御動作の第3具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、制御装置18が、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、光学系112の像面(つまり、光学系112を介して加工光ELが結像する光学面)の状態を設定するという点で異なる。更に、事前計測制御動作の第3具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、制御装置18が、光学系112の像面の状態が、設定した状態となるように、光学系112を制御するという点で異なる。事前計測制御動作の第3具体例のその他の特徴は、事前計測制御動作の第1具体例と同じであってもよい。ここで、光学系112の像面としては、複数の集光位置FPをフィッティングした仮想面としてもよい。また、図21の変型例の場合には、マスク2421aの像が形成される面としてもよい。
(4-2-3) Third Specific Example of Preliminary Measurement Control Operation The third specific example of the premeasurement control operation is different from the first specific example of the premeasurement control operation described above. The difference is that the state of the image plane of the optical system 112 (that is, the optical plane on which the processing light EL forms an image via the optical system 112) is set based on the shape of the surface of the SF. Furthermore, in the third specific example of the pre-measurement control operation, compared with the first specific example of the pre-measurement control operation described above, the
制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、像面の大きさを設定してもよい。例えば、制御装置18は、像面の大きさを、塗装膜SFの表面の形状に応じた所定の大きさに設定してもよい。制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、塗装膜SF(特に、塗装膜SFの表面)に対する像面の相対的な位置(例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに沿った相対的な位置)を設定してもよい。例えば、制御装置18は、像面の位置を、塗装膜SFの表面の形状に応じた所定の位置に設定してもよい。制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、像面の形状を設定してもよい。例えば、制御装置18は、像面の形状を、塗装膜SFの表面の形状に応じた所定の形状に設定してもよい。
The
像面の状態を設定する際に、図31(a)から図31(d)に示すように、制御装置18は、像面と塗装膜SFの表面とが一致するように、像面の状態を設定してもよい。図31(a)は、塗装膜SFの表面が平面となる場合において、塗装膜SFの表面に一致するように設定された像面を示す断面図である。図31(b)は、塗装膜SFの表面が曲面となる場合において、塗装膜SFの表面に一致するように設定された像面を示す断面図である。図31(b)に示すように、塗装膜SFの表面が曲面である(つまり、湾曲している)場合には、設定される像面もまた曲面となる(つまり、湾曲する)ように像面の状態が設定される。図31(c)は、塗装膜SFの表面に凹凸が存在する場合において、塗装膜SFの表面に一致するように設定された像面を示す断面図である。図31(c)に示すように、塗装膜SFの表面の形状によっては単一の像面を塗装膜SFの表面に一致させることが困難な場合がある。この場合には、塗装膜SFの表面を複数の分割領域(図31(c)に示す例では、3つの分割領域#1から#3)に分割して、各分割領域の表面に一致する像面(図31(c)に示す例では、3つの像面#1から#3)が得られるように、像面の状態(特に、大きさ及び位置の少なくとも一方)が設定されてもよい。更に、この場合には、複数の分割領域に順に加工光ELが照射される。つまり、加工装置1bは、光学系112の像面を像面#1に設定した状態で加工光ELを照射して分割領域#1を加工し、続いて、光学系112の像面を像面#2に設定した状態で加工光ELを照射して分割領域#2を加工し、続いて、光学系112の像面を像面#3に設定した状態で加工光ELを照射して分割領域#3を加工する。図31(d)は、塗装膜SFの表面が光学系112の光軸AXに対して傾斜している場合において、塗装膜SFの表面に一致するように設定された像面を示す断面図である。図31(d)に示すように、塗装膜SFの表面が傾斜している場合には、設定される像面もまた傾斜するように像面の状態が設定される。
When setting the state of the image plane, as shown in FIGS. 31(a) to 31(d), the
第3具体例では、加工光ELを塗装膜SFに導く光学系112は、像面の状態を調整するための光学素子(以下、この光学素子を、“像面調整素子”と称する)を備えている。制御装置18は、加工光ELが実際に結像する像面が、設定した像面となるように、像面調整素子を制御する。或いは、制御装置18は、加工光ELが実際に結像する像面が、設定した像面となるように、塗装膜SFに対する光照射装置11の相対的な位置及び姿勢の少なくとも一方を制御してもよい。その結果、加工光ELが結像する像面が塗装膜SFの表面に一致することになる。従って、複数の加工光ELで塗装膜SFが適切に加工される。尚、例えば光学系112を構成する光学部材のうち、移動可能又は変形可能な光学部材を像面調整素子としてもよい。例えば光軸廻りに回転可能な一対のクサビプリズムを設け、一対のクサビプリズム全体の頂角を変更して、像面を傾斜させてもよい。また、像面調整素子として、光学系112を構成する光学部材のうちの少なくとも1つを、光軸に対して偏心させる、或いは光軸に対して傾斜させて、像面を傾斜させてもよい。また、像面調整素子として、光軸廻りに回転可能な一対のシリンドリカルレンズを設け、これらの光軸廻りの相対角度を変更して像面湾曲の度合いを調整してもよい。また、像面調整素子として、変形可能な光学部材を設け、この光学部材の変形により、光学系112の像面湾曲の度合いを調整してもよい。尚、加工光ELが単一の加工光である場合には、フォーカスレンズ1121を像面調整素子としてもよい。
In the third specific example, the
このような事前計測制御動作の第3具体例によれば、加工装置1bは、上述した事前計測制御動作の第1具体例によって享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
According to such a third specific example of the pre-measurement control operation, the
(4-2-4)事前計測制御動作の第4具体例
事前計測制御動作の第4具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、制御装置18が、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工するべきでない非加工領域を塗装膜SFの表面上に設定するという点で異なる。更に、事前計測制御動作の第4具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、制御装置18が、非加工領域には加工光ELを照射しないように光照射装置11を制御するという点で異なる。事前計測制御動作の第4具体例のその他の特徴は、事前計測制御動作の第1具体例と同じであってもよい。
(4-2-4) Fourth Specific Example of Preliminary Measurement Control Operation The fourth specific example of the premeasurement control operation is different from the first specific example of the premeasurement control operation described above. The difference is that a non-processing area, in which the coating film SF should not be processed by the irradiation of the processing light EL, is set on the surface of the coating film SF based on the shape of the surface of the SF. Further, in the fourth specific example of the pre-measurement control operation, compared with the first specific example of the pre-measurement control operation described above, the
制御装置18は、図32(a)に示すように、塗装膜SFの表面上において許容サイズ以上の構造物が存在する領域を、非加工領域に設定する。具体的には、例えば、制御装置18は、塗装膜SFの表面上において、周囲と比較して突き出た凸状構造物であって、且つ、周囲からの突出量T1が許容サイズに応じた所定の突出閾値(例えば、数ミリメートル、数センチメートル等)よりも大きい凸状構造物が存在する領域を、非加工領域に設定する。例えば、制御装置18は、凸状構造物が存在する領域に加えて又は代えて、塗装膜SFの表面上において、周囲と比較して窪んだ凹状構造物であって、且つ、周囲からの窪み量T2が許容サイズに応じた所定の窪み閾値(例えば、数ミリメートル、数センチメートル等)よりも大きい凹状構造物が存在する領域を、非加工領域に設定する。このような凸状構造物又は凹状構造物は、典型的には、図32(a)に示すように、加工対象物S自体が突き出ている又は窪んでいる部分に存在する。
As shown in FIG. 32(a), the
上述したように、加工対象物Sの一例は、航空機PLの機体である。この場合、許容サイズ以上の構造物は、例えば、航空機PLの運行のために機体の表面に形成された運用構造物を含む。運用構造物の一例として、アンテナに関するアンテナ構造物があげられる。アンテナ構造物は、例えば、アンテナそのもの及びアンテナに付随して設置される付属物の少なくとも一方を含む。アンテナの一例として、ELT(Emergency Locator Transmitter)アンテナ、VHF(Very High Frequency)アンテナ、ADF(Automatic Direction Finder)アンテナ、ATC(Air Traffic Control)トランスポンダアンテナ、TCAS(Traffic alert and Collision Avoidance System)アンテナ、及び、気象レーダアンテナ等の少なくとも一つがあげられる。運用構造物の一例として、センサに関するセンサ構造物があげられる。センサ構造物は、例えば、センサそのもの及びセンサに付随して設置される付属物の少なくとも一方を含む。センサの一例として、凍結感知センサ、ピトー管、AOA(Angle Of Attack)センサ、及び、高度センサ等の少なくとも一つがあげられる。運用構造物の一例として、流体(典型的には、気体)の流出入に関するフロー構造物があげられる。フロー構造物の一例として、流体が流入してくる流入口(例えば、エアインテーク及び冷却口等の少なくとも一つ)、及び、流体を流出させる流出口(例えば、ドレイン排水口及び排気口等の少なくとも一つ)等の少なくとも一つがあげられる。その他、運用構造物の一例として、監視カメラ用の窓、ワイパー、及び、格納扉等の少なくとも一つがあげられる。 As described above, one example of the workpiece S is the fuselage of the aircraft PL. In this case, the structure having the allowable size or larger includes, for example, an operational structure formed on the surface of the fuselage for operation of the aircraft PL. An example of an operational structure is an antenna structure for an antenna. The antenna structure includes, for example, at least one of the antenna itself and an attachment attached to the antenna. Examples of antennas include ELT (Emergency Locator Transmitter) antenna, VHF (Very High Frequency) antenna, ADF (Automatic Direction Finder) antenna, ATC (Air Traffic Control) transponder antenna, TCAS (Traffic alert and collision station) antenna, and , weather radar antennas, and the like. An example of an operational structure is a sensor structure for sensors. The sensor structure includes, for example, at least one of the sensor itself and attachments attached to the sensor. Examples of sensors include at least one of a freeze detection sensor, a pitot tube, an AOA (Angle Of Attack) sensor, an altitude sensor, and the like. An example of an operational structure is a flow structure for the inflow and outflow of fluids (typically gases). An example of a flow structure is an inlet into which fluid flows (e.g., at least one of an air intake and a cooling port) and an outlet from which fluid flows out (e.g., at least one of a drain outlet and an exhaust port). one) and so on. Other examples of operational structures include at least one of surveillance camera windows, wipers, and containment doors.
非加工領域を設定した後、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFの表面を走査するように光照射装置11を制御する。この間、図32(a)及び図32(b)に示すように、制御装置18は、非加工領域には加工光ELを照射しないように光照射装置11を制御する。つまり、制御装置18は、ある照射領域EAが非加工領域と重なる場合に、当該ある照射領域EAに照射される加工光ELをオフにしてもよい。加工光ELのオフは、例えば、光源1111のオフ、及び、加工光ELの光路への遮光部材の挿入等の少なくとも一つによって実現可能である。一方で、制御装置18は、非加工領域に設定されてない領域には加工光ELを照射するように光照射装置11を制御する。尚、加工光ELが単一である場合、加工光ELの走査範囲を非加工領域以外の加工領域のみとする制御を行ってもよい。
After setting the non-processing areas, the
このような事前計測制御動作の第4具体例によれば、加工装置1bは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第4具体例では、加工装置1bは、塗装膜SFを加工するべきでない部分にまで加工光ELを照射することはない。このため、加工装置1bは、加工光ELの照射による悪影響が運用構造物等のような何らかの構造物に及ぶことを防止しながら、塗装膜SFを加工することができる。
According to such a fourth specific example of pre-measurement control operation, the
尚、上述した説明では、塗装膜SFの表面上において許容サイズ以上の構造物が存在する領域を非加工領域に設定している。しかしながら、場合によっては、許容サイズ以上の構造物が存在する領域にもリブレット構造を形成したい場合がある。例えば、上述した運用構造物が存在しないものの、加工対象物Sの歪み及び塗装膜SFの厚みムラ等の少なくとも一つに起因して、塗装膜SFの表面上において許容サイズ以上の構造物が存在する領域が生じてしまう可能性がある。この場合、許容サイズ以上の構造物が存在する領域は、運用構造物が存在する領域でないがゆえに、リブレット構造を形成するべき領域である可能性がある。そこで、制御装置18は、許容サイズ以上の構造物が存在するもののリブレット構造を形成したい領域(以降、便宜上、この領域を“加工希望領域”と称する)を非加工領域に設定することなく、加工希望領域に加工光ELを照射してもよい。或いは、制御装置18は、加工希望領域を一旦非加工領域に設定した上で、塗装膜SFの表面上の加工希望領域以外の領域に加工光ELを照射する前に又は後に、加工希望領域に加工光ELを照射してもよい。但し、許容サイズ以上の構造物が存在する領域は、許容サイズ以上の構造物が存在しない領域と比較して突き出た領域(つまり、上述の図26(c)に示す凹凸が存在する領域)に相当する。このため、許容サイズ以上の構造物が存在する領域に加工光ELを照射するために、制御装置18は、複数の加工光ELの集光位置FPを調整してもよいし(上述した第1具体例参照)、駆動系12を制御して光照射装置11をZ軸に沿って移動させてもよいし(上述した第1具体例参照)、光学系112の焦点深度を調整してもよい(上述した第2具体例参照)。
In the above description, the non-processing area is set to the area where the structure having the allowable size or larger exists on the surface of the coating film SF. However, in some cases, it may be desired to form the riblet structure also in areas where structures of an acceptable size or larger exist. For example, although the above-described operating structure does not exist, due to at least one of distortion of the workpiece S and unevenness in the thickness of the coating film SF, a structure having an allowable size or larger exists on the surface of the coating film SF. There is a possibility that there will be an area where In this case, there is a possibility that the area where the structure having the allowable size or larger exists is the area where the riblet structure should be formed because it is not the area where the operational structure exists. Therefore, the
また、制御装置18は、塗装膜SFの表面上において許容サイズ以上の構造物が存在する領域に加えて又は代えて、既にリブレット構造が形成されている(つまり、凹状構造CP1及び/又は凸状構造CP2が形成されている)領域を、非加工領域に設定してもよい。この場合、既に形成されているリブレット構造が、再度の加工光ELの照射によって特性が悪化する(例えば、形状が望ましくない形状になる)ように加工されてしまうことがない。
Further, the
また、制御装置18は、非加工領域に照射領域EAが重ならない(つまり、塗装膜SFの表面上で非加工領域を避けて照射領域EAが移動する)ように、光照射装置11を制御してもよい。例えば、制御装置18は、光照射装置11が加工光ELを照射している間に、非加工領域に照射領域EAが重ならないように、駆動系12を制御して塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させてもよい。この場合であっても、加工装置1bは、塗装膜SFを加工するべきでない部分にまで加工光ELを照射することはないため、加工光ELの照射による悪影響が運用構造物等のような何らかの構造物に及ぶことを防止しながら、塗装膜SFを加工することができる。
Further, the
(4-2-5)事前計測制御動作の第5具体例
第5具体例では、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFの表面の特性として、加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rを計測する。反射率Rを計測するために、表面特性計測装置19bの投光装置191bは、塗装膜SFに対して計測光MLb(以下、第5具体例で用いられる計測光MLbを、“計測光MLb2”と称する)を照射する。計測光MLb2は、加工光ELの波長と同じ波長の光である。或いは、計測光MLb2は、加工光ELの波長と同じ波長の光成分を含む光であってもよい。この際、計測光MLb2の強度が、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上になっていると、計測光MLb2の照射によって塗装膜SFが蒸発してしまう可能性がある。このため、投光装置191bは、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度未満の強度を有する計測光MLb2を照射する。つまり、投光装置191bは、塗装膜SFを蒸発させることができない程度に強度が小さい計測光MLbを照射する。
(4-2-5) Fifth Concrete Example of Preliminary Measurement Control Operation In the fifth concrete example, the surface
表面特性計測装置19bの検出装置192bは、塗装膜SFからの計測光MLb2の反射光(特に、その強度)を計測する。計測光MLb2が加工光ELの波長と同じ波長の光であるため、計測光MLb2の反射光の強度は、加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rが大きくなるほど大きくなる。従って、反射光の計測結果(つまり、表面特性計測装置19bの出力)は、反射率Rに関する情報を含んでいる。このため、制御装置18は、表面特性計測装置19bの計測結果に基づいて、反射率Rを特定することができる。
The
第5具体例では、制御装置18は、反射率Rに基づいて複数の加工光ELの強度を設定する。具体的には、図33(a)に示すように、制御装置18は、反射率Rが大きくなるほど複数の加工光ELの強度が大きくなるように、複数の加工光ELの強度を設定する。制御装置18は、このように複数の加工光ELの強度を設定した後に、設定した強度を有する複数の加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。尚、反射率Rと加工光ELの強度との関係は、図33(a)に示したように線形には限定されず、例えば図33(b)及び図33(c)に示すように非線形であってもよい。
In the fifth specific example, the
このような事前計測制御動作の第5具体例によれば、加工装置1bは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第5具体例では、加工装置1bは、加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rが大きくなるほど大きい強度の加工光ELを塗装膜SFに照射する。このため、加工装置1bは、塗装膜SFの反射率Rの違いに影響を受けることなく、塗装膜SFを適切に加工することができる。つまり、加工装置1bは、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SF及び反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFを同じように加工して、同じリブレット構造を形成することができる。その理由について、以下に説明する。
According to the fifth specific example of such pre-measurement control operation, the
まず、上述したように、塗装膜SFは、加工光ELの照射によって加工光ELから塗装膜SFに加えられたエネルギーに起因して蒸発する。このため、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFに照射される加工光ELの強度と反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに照射される加工光ELの強度が同じであるとすると、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFに加えられる加工光ELからのエネルギーは、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに加えられる加工光ELからのエネルギーよりも小さくなる。なぜならば、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFは、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFと比較して、多くの加工光ELを反射するがゆえに、塗装膜SFにエネルギーとして吸収される加工光ELの割合が小さくなるからである。つまり、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFが加工光ELを吸収する度合い(つまり、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率)が、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFが加工光ELを吸収する度合い(つまり、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率)よりも小さいからである。その結果、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SF及び反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFが同じように加工されない可能性がある。つまり、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFを加工して形成されるリブレット構造が、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFを加工して形成されるリブレット構造と同じにならない可能性がある。 First, as described above, the coating film SF evaporates due to the energy applied from the processing light EL to the coating film SF by the irradiation of the processing light EL. Therefore, assuming that the intensity of the processing light EL irradiated to the coating film SF having a relatively high reflectance R and the intensity of the processing light EL irradiated to the coating film SF having a relatively low reflectance R are the same, , the energy from the processing light EL applied to the coating film SF having a relatively high reflectance R is smaller than the energy from the processing light EL applied to the coating film SF having a relatively low reflectance R. This is because the coating film SF with a relatively high reflectance R reflects more processing light EL than the coating film SF with a relatively low reflectance R, and thus the coating film SF absorbs the energy as energy. This is because the ratio of the processing light EL to be processed becomes small. In other words, the degree of absorption of the processing light EL by the coating film SF with a relatively high reflectance R (that is, the absorption rate of the coating film SF with respect to the processing light EL) increases with the coating film SF with a relatively low reflectance R. This is because it is smaller than the degree of absorption of the light EL (that is, the absorption rate of the coating film SF with respect to the processing light EL). As a result, there is a possibility that the paint film SF with a relatively large reflectance R and the paint film SF with a relatively small reflectance R will not be processed in the same way. That is, there is a possibility that the riblet structure formed by processing the coating film SF having a relatively large reflectance R will not be the same as the riblet structure formed by processing the coating film SF having a relatively small reflectance R. There is
しかるに、第5具体例では、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFに照射される加工光ELの強度が、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに照射される加工光ELの強度よりも大きくなるため、加工光ELから反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFに加えられるエネルギーと、加工光ELから反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに加えられるエネルギーとが一致し得る。逆に言えば、制御装置18は、加工光ELから反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFに加えられるエネルギーと、加工光ELから反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに加えられるエネルギーとが一致するように、反射率Rに基づいて複数の加工光ELの強度を設定する。その結果、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SF及び反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFが同じように加工される。つまり、反射率Rが相対的に大きい塗装膜SFを加工して形成されるリブレット構造が、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFを加工して形成されるリブレット構造と同じになる。従って、加工装置1bは、塗装膜SFの反射率Rの違いに起因してリブレット構造の形成精度がばらつくことを防止することができる。尚、反射率Rが相対的に小さい塗装膜SFに、大きな強度の加工光ELを照射した場合、リブレットの加工範囲が塗装膜SFを超えて、加工対象物Sに影響を与えてしまう恐れがある。本例では、反射率Rに基づいて複数の加工光ELの強度を設定しているため、加工対象物Sに悪影響を及ぼす恐れが少ない。
However, in the fifth specific example, the intensity of the processing light EL irradiated to the coating film SF having a relatively high reflectance R is equal to the intensity of the processing light EL irradiated to the coating film SF having a relatively low reflectance R. Therefore, the energy applied from the processing light EL to the paint film SF having a relatively high reflectance R matches the energy applied from the processing light EL to the paint film SF having a relatively low reflectance R. obtain. Conversely, the
尚、複数の加工光ELの走査に伴い、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置(特に、塗装膜SFの表面に沿った方向における位置)が変わることは上述したとおりである。複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、複数の加工光ELが照射されている間に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが設定されている部分の反射率Rもまた変わる可能性がある。このため、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されているとき(つまり、複数の加工光ELが塗装膜SFに対して相対的に移動しているとき)に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが設定されている部分の反射率Rに基づいて複数の加工光ELの強度を設定し、設定した強度の複数の加工光ELを照射するように光照射装置11を制御してもよい。尚、塗装膜SFの表面の形状によっては、複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わる可能性がある。或いは、複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わらなくても、何らかの要因によって加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わる可能性がある。加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わると、反射率Rが変わる可能性がある。この場合も、制御装置18は、計測された、或いは予め準備された塗装膜SFの表面の形状の情報を用いて、加工光ELの強度を適切な強度に設定すればよい。
Along with the scanning of the plurality of processing light beams EL, the relative positions of the plurality of irradiation areas EA irradiated with the plurality of processing light beams EL on the surface of the coating film SF (in particular, along the surface of the coating film SF position) changes as described above. When the relative positions of the multiple irradiation areas EA on the surface of the coating film SF change, the multiple irradiation areas EA on the surface of the coating film SF are set while the multiple processing light beams EL are being irradiated. The reflectance R of the part where the light is on may also change. For this reason, the
また、加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーは、加工光ELの強度のみならず、加工光ELの照射時間にも依存して変動し得る。具体的には、加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーは、加工光ELの照射時間が長くなるほど大きくなる。
ここで言う「加工光ELの照射時間」は、塗装膜SFの表面上の同じ領域に加工光ELが照射される時間を意味する。このため、制御装置18は、複数の加工光ELの強度に加えて又は代えて、反射率Rに基づいて複数の加工光ELの照射時間を設定してもよい。具体的には、図34(a)から図34(c)に示すように、制御装置18は、反射率Rが大きくなるほど複数の加工光ELの照射時間が長くなるように、複数の加工光ELの照射時間を設定する。尚、図34(a)は加工光ELの照射時間と反射率Rとの関係が線形的に変化する場合、図34(b)及び図34(c)は加工光ELの照射時間と反射率Rとの関係が非線形的に変化する場合を示している。制御装置18は、このように複数の加工光ELの照射時間を設定した後に、設定した照射時間に基づいて複数の加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。具体的には、制御装置18は、設定した照射時間に基づいて、複数の加工光ELの走査速度(つまり、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの相対的な移動速度)を制御する。より具体的には、制御装置18は、照射時間が長くなるほど加工光ELの走査速度が遅くなるように、加工光ELの走査速度を制御する。走査速度を制御するために、制御装置18は、ガルバノミラー1122の回転周波数又は揺動周波数を制御してもよい。具体的には、制御装置18は、照射時間が長くなるほどガルバノミラー1122の回転周波数又は揺動周波数が低くなるようにガルバノミラー1122の回転周波数又は揺動周波数を制御してもよい。その結果、照射時間が長くなるほど加工光ELの走査速度が遅くなる。このように反射率Rに基づいて複数の加工光ELの照射時間が設定される場合であっても、反射率Rに基づいて複数の加工光ELの強度が設定される場合に享受可能な効果と同様の効果が享受可能となる。尚、塗装膜SFの表面の形状によっては、複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わる可能性がある。或いは、複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わらなくても、何らかの要因によって加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わる可能性がある。加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わると、反射率Rが変わる可能性がある。この場合も、制御装置18は、計測された、或いは予め準備された塗装膜SFの表面の形状の情報を用いて、加工光ELの照射時間を適切な時間に設定すればよい。
Further, the energy applied from the processing light EL to the coating film SF can vary depending not only on the intensity of the processing light EL but also on the irradiation time of the processing light EL. Specifically, the energy applied from the processing light EL to the coating film SF increases as the irradiation time of the processing light EL increases.
The “irradiation time of the processing light EL” referred to here means the time during which the same region on the surface of the coating film SF is irradiated with the processing light EL. Therefore, the
尚、加工装置1bが事前計測動作の第5具体例に加えて事前計測動作の第1具体例から第4具体例の少なくとも一つを行う場合には、加工装置1bは、塗装膜SFの表面の形状を計測する表面特性計測装置19b-1と、塗装膜SFの反射率を計測する表面と構成計測装置19b-2とを別個に備えている。この場合、表面特性計測装置19b-1及び19b-2は、夫々、計測光MLb1及びML2を照射するが、計測光MLb1及びML2の光源を共用してもよい。つまり、表面特性計測装置19b-1及び19b-2は、計測光MLb1及びML2として使用可能な計測光MLbを射出する単一の光源を共用してもよい。
When the
上述した説明では、反射率Rを計測するための計測光MLb2は、加工光ELの波長と同じ波長の光(或いは、加工光ELの波長と同じ波長の光成分を含む光)である。しかしながら、計測光MLb2は、加工光ELの波長と異なる波長の光(或いは、加工光ELの波長と同じ波長の光成分を含まない光)であってもよい。この場合であっても、計測光MLb2に対する塗装膜SFの反射率と加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rとの間に何らかの相関を有するような計測光MLb2が用いられる限りは、制御装置18は、表面特性計測装置19bの計測結果から反射率Rを特定することができる。
In the above description, the measurement light MLb2 for measuring the reflectance R is light having the same wavelength as the processing light EL (or light containing light components having the same wavelength as the processing light EL). However, the measurement light MLb2 may be light with a wavelength different from the wavelength of the processing light EL (or light that does not include light components with the same wavelength as the wavelength of the processing light EL). Even in this case, as long as the measurement light MLb2 having some correlation between the reflectance of the coating film SF with respect to the measurement light MLb2 and the reflectance R of the coating film SF with respect to the processing light EL is used, the
上述した説明では、表面特性計測装置19bは、加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rを計測している。しかしながら、加工光ELに対する塗装膜SFの反射率Rが大きくなるほど、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率は小さくなる。このため、表面特性計測装置19bは、実質的には、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率を計測しているとも言える。この場合、制御装置18は、実質的には、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率が大きくなるほど複数の加工光ELの強度が小さくなるように、複数の加工光ELの強度を設定していると言える。更には、制御装置18は、実質的には、加工光ELに対する塗装膜SFの吸収率が大きくなるほど複数の加工光ELの照射時間が短くなるように、複数の加工光ELの照射時間を設定していると言える。
In the above description, the surface
(4-2-6)事前計測制御動作の第6具体例
第6具体例では、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFの表面の特性として、波長が異なる複数の計測光MLb(以下、第6具体例で用いられる計測光MLbを、“計測光MLb3”と称する)に対する塗装膜SFの反射率Raを計測する。反射率Raを計測するために、表面特性計測装置19bの投光装置191bは、塗装膜SFに対して波長が異なる複数の計測光MLb3を照射する。複数の計測光MLb3には、加工光ELの波長と同じ波長の光が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。複数の計測光MLb3には、加工光ELの波長と同じ波長の光成分を含む光が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。複数の計測光MLb3の強度は、第5具体例と同様に、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度未満の強度に設定される。更に、表面特性計測装置19bの検出装置192bは更に、塗装膜SFからの複数の計測光MLb3の夫々の反射光(特に、その強度)を計測する。このため、制御装置18は、表面特性計測装置19bの計測結果に基づいて、複数の計測光MLb3の夫々に対する塗装膜の反射率Raを特定することができる。尚、図35は、特定された複数の反射率Raの一例を示すグラフである。
(4-2-6) Sixth Specific Example of Preliminary Measurement Control Operation In a sixth specific example, the surface
その後、制御装置18は、複数の計測光MLb3のうちのいずれか一つの波長を、加工光ELの波長に設定する。具体的には、制御装置18は、複数の計測光MLb3のうち反射率Raが最も小さい一の計測光MLb3の波長を、加工光ELの波長に設定する。つまり、制御装置18は、複数の計測光MLb3のうち塗装膜SFの吸収率が最も大きい一の計測光MLb3の波長を、加工光ELの波長に設定する。図35に示す例では、5つの計測光MLb3(つまり、計測光MLb3(#1)から計測光MLb3(#5))のうち計測光MLb3(#3)に対応する反射率Raが最も小さい。このため、制御装置18は、計測光MLb3(#3)の波長を、加工光ELの波長に設定する。
After that, the
その後、制御装置18は、設定した波長の加工光ELを塗装膜SFに照射するように、光照射装置11を制御する。具体的には、事前計測制御動作の第6具体例を行う加工装置1bは、上述した光照射装置11に代えて、図36に示すように、出射する加工光ELの波長が異なる複数の光源系111を備える光照射装置11b-6を備えている。複数の光源系111が夫々出射する複数の加工光ELの波長は、夫々、複数の計測光MLb3の波長と同じである。制御装置18は、複数の光源系111のうち、設定した波長の加工光ELを射出可能な一の光源系111が、設定した波長の複数の加工光ELを射出するように、一の光源系111を制御する。一方で、制御装置18は、複数の光源系111のうち一の光源系111以外の他の光源系111が加工光ELを出射しないように、他の光源系111を制御する。その結果、光照射装置11b-6は、設定した波長の加工光ELを塗装膜SFに照射することができる。
After that, the
尚、上述の例では、光照射装置11b-6は、互いに異なる波長を有する複数の加工光ELを夫々射出する複数の光源系111を有していたが、これに代えて、或いは加えて、射出波長を連続的に変更可能な波長可変光源を含む光源系111を備えていてもよい。
In the above example, the
このような事前計測制御動作の第6具体例によれば、加工装置1bは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第6具体例では、加工装置1bは、複数の計測光MLb3のうち塗装膜SFの反射率Raが最も小さい一の計測光MLb3と同じ波長の加工光ELを、塗装膜SFに照射することができる。このため、加工装置1bは、塗装膜の反射率Rが相対的に小さい(つまり、塗装膜SFの吸収率が相対的に大きい)加工光ELを塗装膜SFに照射することができる。このため、加工装置1bは、塗装膜SFの特性の違いに影響を受けることなく、塗装膜SFを適切に加工することができる。
According to such a sixth specific example of the pre-measurement control operation, the
尚、第5具体例においても説明したように、複数の加工光ELが照射されている間に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが設定されている部分の反射率Raもまた変わる可能性がある。このため、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されているとき(つまり、複数の加工光ELが塗装膜SFに対して相対的に移動しているとき)に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが設定されている部分の反射率Raに基づいて加工光ELの波長を設定し、設定した波長の複数の加工光ELを照射するように光照射装置11を制御してもよい。尚、第5具体例において説明したように、加工光ELの塗装膜SFに対する入射角が変わると、反射率Rが変わる可能性がある。この場合、制御装置18は、計測された、或いは予め準備された塗装膜SFの表面の形状の情報を用いて、加工光ELの波長を適切な波長に設定すればよい。
As described in the fifth specific example, while the plurality of processing light beams EL are being irradiated, the reflectance Ra of the portion of the surface of the coating film SF where the plurality of irradiation areas EA are set is also may change. For this reason, the
また、制御装置18は、複数の計測光MLb3のうち反射率Raが所定の反射閾値以下となる(つまり、塗装膜SFの吸収率が所定の吸収閾値以上になる)一の計測光MLb3の波長を、加工光ELの波長に設定してもよい。反射閾値は、塗装膜SFに照射された加工光ELの一部を反射率Rが反射閾値以上となる塗装膜SFが反射したとしても、塗装膜SFが加工光ELによって蒸発することができるという条件を満たすように設定される。吸収閾値も同じ観点から設定される。この場合であっても、加工装置1bは、塗装膜SFの特性の違いに影響を受けることなく、塗装膜SFを適切に加工することができる。
Further, the
(4-2-7)事前計測制御動作の第7具体例
事前計測制御動作の第7具体例は、上述した事前計測制御動作の第1具体例と比較して、制御装置18が、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、塗装膜SFと複数の照射領域EAとの間の相対的な位置関係を制御するという点で異なる。事前計測制御動作の第7具体例のその他の特徴は、事前計測制御動作の第1具体例と同じであってもよい。
(4-2-7) Seventh Specific Example of Preliminary Measurement Control Operation The seventh specific example of the premeasurement control operation is different from the first specific example of the premeasurement control operation described above. The difference is that the relative positional relationship between the coating film SF and the plurality of irradiation areas EA is controlled based on the shape of the surface of the SF. Other features of the seventh specific example of the pre-measurement control action may be the same as those of the first specific example of the pre-measurement control action.
具体的には、第7具体例では、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFに対して光照射装置11が相対的に移動する(更には、光照射装置11との相対位置が固定されている表面特性計測装置19bもまた相対的に移動する)場合において、光照射装置11が移動する前に塗装膜SFの表面の形状を計測し、且つ、光照射装置11が移動した後に(或いは、光照射装置11が移動中に、以下同じ)塗装膜SFの表面の形状を計測する。このとき、表面特性計測装置19bは、図37に示すように、光照射装置11が移動する前に表面特性計測装置19bによる計測対象となった塗装膜SFの表面上の領域31bと、光照射装置11が移動した後に表面特性計測装置19bによる計測対象となった塗装膜SFの表面上の領域32bとが部分的に重複するように、塗装膜SFの表面の形状を計測する。つまり、表面特性計測装置19bは、領域31b及び32bの双方に含まれる重複領域33bの表面の形状を計測するように、光照射装置11の移動に合わせて計測を行う。その結果、領域31bの計測結果と領域32bの計測結果の双方に、領域31b及び領域32bの双方に含まれる重複領域33bの計測結果が含まれる。
Specifically, in the seventh specific example, the surface
制御装置18は、領域31bの計測結果と領域32bの計測結果に基づいて、重複領域33bがどのように移動したかを特定する。具体的には、制御装置18は、領域31bの計測結果から、領域31b内において表面の形状が一意に区別可能な何らかの形状となる特定領域を特定する。更に、制御装置18は、領域32bの計測結果から、当該領域32b内において特定領域が存在するか否かを、特定領域の表面の形状をテンプレートに用いたパターンマッチングで判定する。領域32b内に特定領域が存在しない場合には、制御装置18は、領域31b内で新たな特定領域を特定し、当該新たな特定領域が領域32b内に存在するかを判定する。領域32b内に特定領域が存在した場合には、当該特定領域が重複領域33bに相当する。制御装置18は、領域31b内での重複領域33bの位置と、領域32b内での重複領域33bの位置とを比較して、重複領域33bに対する表面特性計測装置19bの相対的な位置が、光照射装置11の移動に伴ってどのように変化したかを特定する。具体的には、制御装置18は、重複領域33bに対して、表面特性計測装置19bがX軸方向及びY軸方向の夫々に沿ってどの程度移動したかを特定する。尚、光照射装置11は、領域31b内において表面の形状が一意に区別可能な何らかの形状となる特定領域を形成するように、塗装膜SFの表面に加工光ELを照射してもよい。例えば、リブレット構造が所定方向に沿って直線状に延伸する凸状構造又は凹状構造の一部が切り欠かれた形状となるように加工してもよく、後述の図58、図59のように、リブレットの延在方向において断面形状が異なるようなリブレット構造であってもよい。
The
重複領域33bに対する表面特性計測装置19bの相対的な移動量は、塗装膜SFに対する光照射装置11の相対的な移動量と同じである。重複領域33bに対する表面特性計測装置19bの相対的な移動方向は、塗装膜SFに対する光照射装置11の相対的な移動方向と同じである。従って、制御装置18は、塗装膜SFに対して、光照射装置11がX軸方向及びY軸方向の夫々の沿ってどの程度移動したかを特定することができる。つまり、制御装置18は、重複領域33bに対する表面特性計測装置19bの相対的な位置を特定することで、塗装膜SFに対する光照射装置11の相対的な位置を特定することができる。
The amount of relative movement of the surface
光照射装置11が塗装膜SFに対して加工光ELを照射することから、塗装膜SFに対する光照射装置11の相対的な位置の特定は、実質的には、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの相対的な位置の特定と等価である。従って、制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの相対的な位置(特に、X軸方向及びY軸方向の夫々に沿った位置)を特定することができる。その後、特定した複数の照射領域EAの位置が、リブレット構造(或いは、塗装膜SFを加工して形成したい構造)を形成するために要求される複数の照射領域EAの位置からずれている場合には、制御装置18は、塗装膜SFに対して複数の照射領域EAが相対的に移動するように、光照射装置11を制御する。つまり、制御装置18は、塗装膜SFと複数の照射領域EAとの間の相対的な位置関係を制御する。例えば、制御装置18は、駆動系12を制御して塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させることで、複数の照射領域EAを相対的に移動させてもよい。
Since the
このような事前計測制御動作の第7具体例によれば、加工装置1bは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第7具体例では、加工装置1bは、塗装膜SFの表面上での複数の照射領域EAの相対的な位置を適切に調整することができるため、リブレット構造をより適切に(例えば、より一層精度よく)形成することができる。
According to such a seventh specific example of the pre-measurement control operation, the
(4-2-8)事前計測制御動作のその他の例
上述した説明では、加工装置1bは、表面特性計測装置19bを備えている。しかしながら、加工装置1bは、表面特性計測装置19bを備えていなくてもよい。この場合であって、塗装膜SFの表面に関する情報を制御装置18が取得可能である限りは、加工装置1bは、上述した事前計測制御動作を行うことができる。例えば、塗装膜SFの表面の形状は、加工対象物Sの三次元モデル等の設計データから推定可能である。このため、制御装置18は、加工対象物Sの設計データを取得し、当該設計データから塗装膜SFの表面の形状を推定し、推定した塗装膜SFの表面の形状に基づいて上述した事前計測制御動作の第1具体例から第4具体例を行ってもよい。または、当該設計データに予め加工領域と非加工領域の情報を付加したデータを制御装置18が取得してもよい。或いは、例えば、塗装膜SFの反射率Rは、塗装膜SFの仕様から推定可能である。このため、制御装置18は、塗装膜SFの仕様に関する情報を取得し、当該仕様に関する情報から塗装膜SFの反射率Rを推定し、推定した反射率Rに基づいて上述した事前計測制御動作の第5具体例から第6具体例を行ってもよい。または、当該設計データに予め塗装の反射率情報(一般には色彩の情報)を付加したデータを制御装置18が取得してもよい。その結果、表面特性計測装置19bの計測が不要となるため、塗装膜SFの加工に要する時間の短縮が可能となる。尚、この場合に行われる動作は、表面特性計測装置19bによる計測を必要としないという点で、事前計測制御動作と称さなくてもよい。尚、非加工領域をマスキングテープ等でマスキングしてもよい。
(4-2-8) Other Examples of Preliminary Measurement Control Operation In the above description, the
上述した説明では、制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、加工光ELの集光位置FP、加工光ELの強度分布、加工光ELの形状及び光学系112の焦点深度の少なくとも一つを制御している。制御装置18は、塗装膜SFの反射率に基づいて、複数の加工光ELの強度、複数の加工光ELの照射時間及び複数の加工光ELの波長の少なくとも一つを制御している。しかしながら、制御装置18は、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFを加工することができるように、塗装膜SFの任意の特性に基づいて、加工光ELの任意の特性を制御してもよい。加工光ELの任意の特性の一例として、複数の照射領域EAの形状、複数の照射領域EAの大きさ、複数の照射領域EAの位置、複数の加工光ELの間の相対位置、複数の加工光ELの間の相対角度、複数の加工光ELの偏光状態、複数の加工光ELの強度、複数の加工光ELの照射時間及び複数の加工光ELの波長の少なくとも一つがあげられる。
In the above description, the
上述した説明では、表面特性計測装置19bは、光照射装置11が複数の加工光ELを塗装膜SFの表面に照射する前に、塗装膜SFの表面の特性を計測している。つまり、表面特性計測装置19bが塗装膜SFの表面の特性を計測している期間中には、光照射装置11は、複数の加工光ELを照射せず、光照射装置11が複数の加工光ELを照射している期間中には、表面特性計測装置19bは、塗装膜SFの表面の特性を計測しない。しかしながら、表面特性計測装置19bは、光照射装置11が複数の加工光ELを塗装膜SFの表面に照射する期間の少なくとも一部において、塗装膜SFの表面の特性を計測してもよい。光照射装置11は、表面特性計測装置19bが塗装膜SFの表面の特性を計測する期間の少なくとも一部において、複数の加工光ELを塗装膜SFの表面に照射してもよい。つまり、表面特性計測装置19bによる塗装膜SFの表面の特性の計測動作と、光照射装置11による塗装膜SFへの複数の加工光ELの照射動作(つまり、塗装膜SFの加工動作)とが並行して行われてもよい。例えば、表面特性計測装置19bは、既に表面特性計測装置19bがその特性を計測した塗装膜SFの一の領域に光照射装置11が複数の加工光ELを照射している期間の少なくとも一部において、塗装膜SFの一の領域とは異なる他の領域の特性を計測してもよい。例えば、光照射装置11は、表面特性計測装置19bが塗装膜SFの他の領域の特性を計測している期間の少なくとも一部において、既に表面特性計測装置19bがその特性を計測した塗装膜SFの一の領域に複数の加工光ELを照射してもよい。この場合、リブレット構造の形成に関するスループットの向上が期待できる。
In the above description, the surface
(4-3)第3変形例
続いて、図38を参照しながら、第3変形例の加工装置1cについて説明する。図38に示すように、第3変形例の加工装置1cは、上述した加工装置1と比較して、構造計測装置19cを更に備えているという点で異なる。加工装置1cのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-3) Third Modification Next, a
構造計測装置19cは、光照射装置11からの加工光ELの照射によって形成されたリブレット構造(或いは、その他任意の構造、以下この変形例において同じ)の特性を計測する。リブレット構造の特性の一例として、リブレット構造の有無、リブレット構造の形状(例えば、凹状構造CP1の断面形状、及び、凹状構造CP1の断面形状等の少なくとも一つ)、リブレット構造のサイズ(例えば、凹状構造CP1の深さD、凹状構造CP1の幅、凹状構造CP1の配列ピッチP1、凸状構造CP2の高さH、凸状構造CP2の幅、及び、凸状構造CP2の配列ピッチP2等の少なくとも一つ)、及び、リブレット構造の位置(例えば、凹状構造CP1及び凸状構造CP2の少なくとも一方の位置)の少なくとも一つがあげられる。
The
リブレット構造の特性を計測するために、構造計測装置19cは、投光装置191cと、検出装置192cとを備えている。投光装置191c及び検出装置192cは、支持部材136cを介して収容装置13によって支持されている。投光装置191cは、リブレット構造に対して(つまり、塗装膜SFに対して)、計測光MLc1を照射する。リブレット構造に計測光MLc1が照射されると、リブレット構造によって計測光MLc1が反射又は散乱される。その結果、リブレット構造からは、計測光MLc1の反射光及び散乱光の少なくとも一方を含む計測光MLc2が出射する。検出装置192cは、この計測光MLc2を検出する。
In order to measure the characteristics of the riblet structure, the
リブレット構造が形成されている部分に計測光MLc1が照射されると、計測光MLc2は、計測光MLc1の進行方向に対して交差する進行方向に伝搬する反射光及び散乱光の少なくとも一方を含む。一方で、リブレット構造が形成されていない部分に計測光MLc1が照射されると、計測光MLc2は、計測光MLc1の進行方向に対して交差する進行方向に伝搬する反射光及び散乱光の少なくとも一方を含まない。つまり、計測光MLc2の進行方向は、計測光MLc1の進行方向に対して概ね平行である。このため、図39に示すように、計測光MLc1の進行方向に対して交差する方向に進行してくる計測光MLc2を検出するように投光装置191c及び検出装置192cが配置されると、制御装置18は、検出装置192cの検出結果に基づいて、計測光MLc1が照射された部分におけるリブレット構造の有無を判定可能である。更に、計測光MLc2の特性(例えば、強度等)は、リブレット構造の形状及びサイズの少なくとも一方に依存して変動する。従って、制御装置18は、検出装置192cの検出結果に基づいて、リブレット構造の形状、リブレット構造のサイズ、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置、及び、リブレット構造を構成する凸状構造CP2の位置の少なくとも一つも特定可能である。
When the portion where the riblet structure is formed is irradiated with the measurement light MLc1, the measurement light MLc2 includes at least one of reflected light and scattered light propagating in a traveling direction intersecting the traveling direction of the measurement light MLc1. On the other hand, when the measurement light MLc1 is irradiated onto the portion where the riblet structure is not formed, the measurement light MLc2 is at least one of reflected light and scattered light propagating in the traveling direction intersecting the traveling direction of the measurement light MLc1. does not include That is, the travel direction of the measurement light MLc2 is substantially parallel to the travel direction of the measurement light MLc1. Therefore, as shown in FIG. 39, when the
構造計測装置19cは、更に、計測光MLc1の進行方向を変更可能に構成されている。例えば、投光装置191cが計測光MLc1の進行方向を光学的に変更する光学素子を備えている場合には、当該光学素子によって計測光MLc1の進行方向が変更されてもよい。例えば、投光装置191cが塗装膜SFに対して相対的に移動可能である場合には、当該投光装置191cの相対的な移動によって計測光MLc1の進行方向が変更されてもよい。ここで、仮にある一つの方向からしかリブレット構造に対して計測光MLc1を照射することができない場合には、リブレット構造の延在方向によっては、計測光MLc1をリブレット構造に照射しても、計測光MLc2が発生しない可能性がある。しかるに、計測光MLc1の進行方向が変更可能であれば、投光装置191cは、ある方向に延在するリブレット構造に対して、様々な方向から計測光MLc1を照射することができる。このため、構造計測装置19cは、リブレット構造の延在方向の違いに影響を受けることなく、リブレット構造の特性を計測することができる。尚、計測光MLc1の進行方向を変更するために、構造計測装置19c自体をZ軸廻りに回転させてもよい。また、互いに計測光MLc1の進行方向が異なるような複数の構造計測装置19cを設けてもよい。
The
構造計測装置19cは、計測光MLc1の進行方向を変更することに加えて又は代えて、検出装置192cが検出可能な計測光MLc2の進行方向を変更可能に構成されていてもよい。例えば、検出装置192cが塗装膜SFに対して相対的に移動可能である場合には、当該検出装置192cの相対的な移動によって、検出装置192cが検出可能な計測光MLc2の進行方向が変更されてもよい。ここで、仮にある一つの方向に進行してくる計測光MLc2しか検出装置192cが検出できない場合には、リブレット構造の延在方向によっては、計測光MLc2が検出装置192cに向かって進行せず、検出装置192cが計測光MLc2を検出することができない可能性がある。しかるに、検出装置192cが検出可能な計測光MLc2の進行方向が変更可能であれば、検出装置192cは、ある方向に延在するリブレット構造から様々な方向に進行してくる計測光MLc2を検出することができる。このため、構造計測装置19cは、リブレット構造の延在方向の違いに影響を受けることなく、リブレット構造の特性を計測することができる。
In addition to or instead of changing the traveling direction of the measuring light MLc1, the
構造計測装置19cは、加工装置1cが形成した全てのリブレット構造の特性を計測してもよい。しかしながら、加工装置1cが形成した全てのリブレット構造の特性を計測すると、リブレット構造の特性を計測するために必要な時間が膨大になる。このため、第3変形例では、構造計測装置19cは、図40に示すように、加工装置1cがリブレット構造を形成した加工済領域のうちの一部に相当するサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測する。構造計測装置19cは、加工済領域内において均等に分布する複数のサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測する。但し、構造計測装置19cは、加工済領域内においてランダムに分布する複数の(或いは、一つの)サンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測してもよい。
The
構造計測装置19cは、加工装置1cがリブレット構造を形成するべきある領域にリブレット構造を形成した後に、当該ある領域内のサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測してもよい。例えば、構造計測装置19cは、加工装置1cがある単位加工領域SAにリブレット構造を形成した後に、当該単位加工領域SA内でサンプル領域DAcを設定し、当該設定したサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測してもよい。その後、加工装置1cが別の単位加工領域SAにリブレット構造を形成した場合には、構造計測装置19cは、当該別の単位加工領域SA内でサンプル領域DAcを設定し、当該設定したサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測してもよい。つまり、加工装置1cによるリブレット構造の形成と、構造計測装置19cによるリブレット構造の特性の計測とが交互に繰り返されてもよい。
After the
或いは、構造計測装置19cは、加工装置1cが塗装膜SFの表面の一の領域に複数の加工光ELを照射している(つまり、一の領域にリブレット構造を形成している)期間の少なくとも一部において、一の領域とは異なる他の領域に加工装置1cが既に形成したリブレット構造の特性を計測してもよい。例えば、構造計測装置19cは、加工装置1cがある一の単位加工領域SAにリブレット構造を形成している期間中の少なくとも一部において、当該一の単位加工領域SAとは異なり且つ加工装置1cが既にリブレット構造を形成した他の単位加工領域SA内のサンプル領域DAcに形成されたリブレット構造の特性を選択的に計測してもよい。つまり、加工装置1cによるリブレット構造の形成と、構造計測装置19cによるリブレット構造の特性の計測とが並行して行われてもよい。この場合、スループットの向上が期待できる。
Alternatively, the
構造計測装置19cによる計測が終了すると、構造計測装置19cによる計測結果は、制御装置18に出力される。制御装置18は、上述したように、構造計測装置19cによる計測結果に基づいて、リブレット構造の特性を特定する。制御装置18は、特定したリブレット構造の特性に基づいて、リブレット構造の特性の良否判定を行う。更に、制御装置18は、リブレット構造の特性の良否判定の結果を、ディスプレイ及びスピーカ等の少なくとも一つを含む出力装置を介して、加工装置1cのオペレータに通知する。
After the measurement by the
例えば、制御装置18は、塗装膜SFの表面に交差する方向におけるリブレット構造のサイズ(つまり、凹状構造CP1の深さDないしは凸状構造CP2の高さH)の良否判定を行ってもよい。図41(a)は、加工装置1cが形成するべき理想的なリブレット構造を示す断面図である。制御装置18は、特定したリブレット構造のサイズが、図41(b)に示すように理想的なリブレット構造のサイズと同じになった場合には、リブレット構造のサイズが正常である(つまり、リブレット構造が良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造のサイズが正常である旨を通知する。一方で、制御装置18は、特定したリブレット構造のサイズが、図41(c)に示すように理想的なリブレット構造のサイズよりも小さくなった場合には、リブレット構造のサイズが異常である(つまり、リブレット構造が不良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造のサイズが異常である旨(特に、サイズが小さい旨)を通知する。一方で、制御装置18は、特定したリブレット構造のサイズが、図41(d)に示すように理想的なリブレット構造のサイズよりも大きくなった場合には、リブレット構造のサイズが異常である(つまり、リブレット構造が不良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造のサイズが異常である旨(特に、サイズが大きい旨)を通知する。
For example, the
例えば、制御装置18は、リブレット構造の形状の良否判定を行ってもよい。制御装置18は、特定したリブレット構造の形状が、図42(a)に示すように理想的なリブレット構造の形状と同じになった場合には、リブレット構造の形状が正常である(つまり、リブレット構造が良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造の形状が正常である旨を通知する。一方で、制御装置18は、特定したリブレット構造の形状が、図42(b)に示すように理想的なリブレット構造の形状と異なる場合には、リブレット構造の形状が異常である(つまり、リブレット構造が不良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造の形状が異常である旨を通知する。
For example, the
例えば、制御装置18は、リブレット構造を構成する凹状構造CP1(更には、凸状構造CP2、以下同じ)の位置の良否判定を行ってもよい。制御装置18は、特定した凹状構造CP1の位置が、図43の上段に示すように理想的なリブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置と同じになった場合には、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置が正常である(つまり、リブレット構造が良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置が正常である旨を通知する。一方で、制御装置18は、特定した凹状構造CP1の位置が、図43の下段に示すように理想的なリブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置と異なる場合には、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置が異常である(つまり、リブレット構造が不良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の位置が異常である旨を通知する。
For example, the
例えば、制御装置18は、リブレット構造の有無の良否判定を行ってもよい。制御装置18は、図44(a)に示すように、サンプル領域DA内においてリブレット構造が存在する場合には、リブレット構造が形成されている(つまり、リブレット構造が良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造が形成されている旨を通知する。一方で、制御装置18は、図44(b)に示すように、サンプル領域DA内においてリブレット構造が存在しない場合には、リブレット構造が形成されていない(つまり、リブレット構造が不良品である)と判定する。この場合、制御装置18は、リブレット構造が形成されていない旨を通知する。
For example, the
制御装置18は、リブレット構造が不良品であると判定した場合には、既に形成されているリブレット構造を修正するように光照射装置11を制御してもよい。具体的には、リブレット構造が不良品であると判定された場合には、当該不良品のリブレット構造が存在するサンプル領域DA内のリブレット構造が不良品であるだけでなく、当該サンプル領域DAを包含する塗装膜SF上のより広範な領域内のリブレット構造が不良品である可能性がある。そこで、制御装置18は、サンプル領域DAを包含する塗装膜SF上のより広範な領域(以下、この領域を、“修正対象領域”と称する)に対して加工光ELを照射して当該修正領域内のリブレット構造を修正するように、光照射装置11を制御する。例えば、図45(a)に示すように、リブレット構造を構成する凹状構造CP1のサイズ(ここでは、深さD)が理想的なリブレット構造を構成する凹状構造CP1のサイズよりも小さくなった場合には、制御装置18は、当該凹状構造CP1に加工光ELを照射して塗装膜SFを更に除去する(つまり、塗装膜SP1を更に薄くする)ことで当該凹状構造CP1が大きくなるように、光照射装置11を制御してもよい。その結果、図45(b)に示すように、修正対象領域内のリブレット構造のサイズが、理想的なリブレット構造のサイズと一致するように修正される。尚、構造計測装置19cによるリブレット構造の特性の計測結果を用いて、加工装置1cによる加工条件を変更してもよい。例えばリブレット構造の形状、形成位置、サイズが所定の範囲(規格)の上下限から外れそうになっていると計測された場合、加工装置1cによる加工条件を変更してリブレット構造の形状、形成位置、サイズを規格の中心値に近づけるようにしてもよい。
When the
このような第3変形例の加工装置1cは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、加工装置1cは、実際に形成したリブレット構造の良否を適切に評価することができる。
The
(4-4)第4変形例
続いて、第4変形例の加工装置1dについて説明する。第4変形例の加工装置1dは、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更可能である。凹状構造CP1の配列ピッチP1が変わると、凸状構造CP2の配列ピッチP2もまた変わる。このため、加工装置1dは、凸状構造CP2の配列ピッチP2を変更可能とも言える。
(4-4) Fourth Modification Next, a processing apparatus 1d of a fourth modification will be described. The processing apparatus 1d of the fourth modification can change the arrangement pitch P1 of the recessed structures CP1. When the arrangement pitch P1 of the concave structures CP1 changes, the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2 also changes. Therefore, it can be said that the processing apparatus 1d can change the arrangement pitch P2 of the convex structures CP2.
配列ピッチP1を変更するために、加工装置1dは、上述した光照射装置11に代えて、光照射装置11dを備えている。光照射装置11dは、図46に示すよう、ズームレンズ1124dを備える光学系112dを備えているという点で、光照射装置11とは異なる。光照射装置11dのその他の特徴は、光照射装置11のその他の特徴と同じであってもよい。ズームレンズ1124dは、制御装置18の制御下で、光学系112dの投影倍率を変更可能である。ズームレンズ1124dは、制御装置18の制御下で、射出する複数の加工光ELの間隔を変更可能である。
In order to change the arrangement pitch P1, the processing device 1d includes a
光学系112dの投影倍率が変わると、塗装膜SFの表面に沿った方向における複数の照射領域EAの相対的な位置関係が変わる。具体的には、図47(a)に示すように、光学系112dの投影倍率が第1倍率となる(つまり、射出する複数の加工光ELの間隔が第1間隔となる)場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第1ピッチPe1となっている。尚、複数の照射領域EAの配列ピッチは、ステップ動作中に複数の照射領域EAが塗装膜EAの表面上で移動する方向(図47(a)に示す例では、X軸方向)に沿った配列ピッチを意味する。一方で、図47(b)に示すように、光学系112dの投影倍率が第1倍率よりも大きい第2倍率となる(つまり、射出する複数の加工光ELの間隔が第1間隔よりも大きい第2間隔となる)場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第1ピッチPe1よりも大きい第2ピッチPe2となっている。つまり、制御装置18は、光学系112dの投影倍率を変更することで、塗装膜SFの表面に沿った方向における複数の照射領域EAの相対的な位置関係(特に、複数の照射領域EAの配列ピッチ)を変更することができる。
When the projection magnification of the
複数の照射領域EAの配列ピッチが変わると、複数の照射領域EAに夫々照射された複数の加工光ELによって形成される複数の凹状構造CP1の配列ピッチP1もまた変わる。具体的には、図47(c)に示すように、配列ピッチが第1ピッチPe1となる複数の照射領域EAに照射された加工光ELによって形成される複数の凹状構造CP1の配列ピッチP1は、第1ピッチPe1に対応する第1ピッチPp1となる。一方で、図47(d)に示すように、配列ピッチが第2ピッチPe2となる複数の照射領域EAに照射された加工光ELによって形成される複数の凹状構造CP1の配列ピッチP1は、第2ピッチPe2に対応する第2ピッチPp2となる。第2ピッチPe2が第1ピッチPe1よりも大きいため、第2ピッチPp2もまた第1ピッチPp1よりも大きくなる。 When the arrangement pitch of the plurality of irradiation areas EA changes, the arrangement pitch P1 of the plurality of recessed structures CP1 formed by the plurality of processing lights EL irradiated to the plurality of irradiation areas EA also changes. Specifically, as shown in FIG. 47(c), the array pitch P1 of the plurality of recessed structures CP1 formed by the processing light EL irradiated to the plurality of irradiation areas EA having the first pitch Pe1 is , a first pitch Pp1 corresponding to the first pitch Pe1. On the other hand, as shown in FIG. 47(d), the arrangement pitch P1 of the plurality of concave structures CP1 formed by the processing light EL irradiated to the plurality of irradiation areas EA having the second pitch Pe2 is the second pitch Pe2. It becomes the second pitch Pp2 corresponding to the two-pitch Pe2. Since the second pitch Pe2 is larger than the first pitch Pe1, the second pitch Pp2 is also larger than the first pitch Pp1.
尚、光照射装置11dが互いに平行な複数の加工光ELを照射しているがゆえに、複数の照射領域EAの配列ピッチが変わると、複数の加工光ELの相対的な位置関係が変わる。つまり、図47(c)及び図47(d)に示すように、複数の照射領域EAの配列ピッチが大きくなればなるほど複数の加工光ELの間隔(特に、塗装膜SFの表面に沿った方向の間隔)が大きくなるように、複数の加工光ELの相対的な位置関係が変わる。このため、複数の照射領域EAの配列ピッチの制御は、複数の加工光ELの相対的な位置関係の制御と等価である。従って、制御装置18は、実質的には、複数の加工光ELの相対的な位置関係を変更することで、凹状構造CP1の配列ピッチを変更しているとも言える。
Since the
制御装置18は、リブレット構造を形成しようとしている領域が加工対象物Sのどの部分に対応する領域であるかに応じて、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。例えば、上述したように加工対象物Sが航空機である場合には、胴体PL1の摩擦の低減効果を効率的に発揮可能な凹状構造CP1の配列ピッチP1と、主翼PL2の摩擦の低減効果を効率的に発揮可能な凹状構造CP1の配列ピッチP1とが同じになるとは限らない。このため、制御装置18は、胴体PL1上の塗装膜SFを加工することで形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1が、主翼PL2上の塗装膜SFを加工することで形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1と異なるように、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。
The
制御装置18は、塗装膜SFの表面の形状に基づいて、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。具体的には、上述したように、塗装膜SFの表面の形状は、塗装膜SFの下の加工対象物Sの表面の形状に依存している可能性が高い。つまり、表面が平面となる加工対象物S上に塗布された塗装膜SFの表面は、平面である可能性が高く、表面が曲面となる加工対象物S上に塗布された塗装膜SFの表面は、曲面である可能性が高い。この場合、第1の形状となる加工対象物Sの表面の摩擦の低減効果を効率的に発揮可能な凹状構造CP1の配列ピッチP1と、第1の形状とは異なる第2の形状となる加工対象物Sの表面の摩擦の低減効果を効率的に発揮可能な凹状構造CP1の配列ピッチP1とが同じになるとは限らない。このため、制御装置18は、表面の形状が第1の形状となる塗装膜SFを加工することで形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1が、表面の形状が第2の形状となる塗装膜SFを加工することで形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1と異なるように、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。尚、この場合、加工装置1dは、塗装膜SFの表面の形状に基づいて凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更するために、加工装置1bと同様に、塗装膜SFの表面の形状を計測可能な表面特性計測装置19bを備えていてもよいし、塗装膜SFの表面の形状に関する情報(例えば、上述した設計データ)を取得してもよい。また、光照射装置11dが互いに平行な複数の加工光ELを塗装膜SFに照射している場合、加工対象物Sの形状が平面でないときには、複数の加工光ELの間隔(ピッチ)と形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1とが同じになるとは限らない。この場合、凹状構造CP1の配列ピッチP1を所定のピッチとするように、複数の加工光ELの間隔を変えてもよい。尚、光照射装置11dが互いに非平行な複数の加工光ELを塗装膜SFに照射している場合であっても、加工対象物Sの形状が平面でないときには、複数の加工光ELの間隔(ピッチ)と形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1とが同じになるとは限らないため、複数の加工光ELの間隔を変えてもよい。
The
複数の加工光ELの走査に伴い、複数の加工光ELが夫々照射される複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置(特に、塗装膜SFの表面に沿った方向における位置)が変わる。複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、複数の加工光ELが照射されている間に、複数の照射領域EAが形成されている領域が、加工対象物Sのある部分に対応する領域(例えば、胴体PL1に対応する領域)から、加工対象物Sの別部分に対応する領域(例えば、主翼PL2に対応する領域)へと変わる可能性がある。或いは、複数の照射領域EAの塗装膜SFの表面上での相対的な位置が変わると、複数の加工光ELが照射されている間に、塗装膜SFの表面のうち複数の照射領域EAが形成されている部分の形状もまた変わる可能性がある。このため、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されているとき(つまり、複数の加工光ELが塗装膜SFに対して相対的に移動しているとき)に、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。上述のように、加工対象物Sの形状が異なると、複数の加工光ELの間隔が一定であっても、形成される凹状構造CP1の配列ピッチが異なる恐れがある。この場合、塗装膜SFの形状に応じて、複数の加工光ELの間隔(ピッチ)を変更してもよい。
Along with the scanning of the plurality of processing lights EL, the relative positions on the surface of the coating film SF of the plurality of irradiation areas EA irradiated with the plurality of processing lights EL (in particular, the direction along the surface of the coating film SF ) changes. When the relative positions of the plurality of irradiation areas EA on the surface of the coating film SF change, the area where the plurality of irradiation areas EA are formed becomes the processing target while the plurality of processing light EL is being irradiated. A region corresponding to a portion of the object S (eg, the fuselage PL1) may change to a region corresponding to another portion of the workpiece S (eg, the wing PL2). Alternatively, if the relative positions of the plurality of irradiation areas EA on the surface of the coating film SF change, the plurality of irradiation areas EA on the surface of the coating film SF may change while the plurality of processing light beams EL are being irradiated. The shape of the part being formed can also vary. For this reason, the
このような第4変形例の加工装置1dは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しつつ、リブレット構造を構成する凹状構造CP1及び凸状構造CP2の配列ピッチを変更することができる。従って、凹状構造CP1及び凸状構造CP2の配列ピッチを変更することができない場合と比較して、より適切なリブレット構造が形成可能となる。具体的には、例えば、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切な配列ピッチが採用されたリブレット構造が形成可能となる。
Such a processing apparatus 1d of the fourth modification can change the arrangement pitch of the concave structures CP1 and the convex structures CP2 that constitute the riblet structure while enjoying the same effects as the effects that the
尚、図18から図24を参照しながら説明した上述した光照射装置21aから27aの少なくとも一つもまた、ズームレンズ1124dを備えていてもよい。この場合も、リブレット構造を構成する凹状構造CP1及び凸状構造CP2の配列ピッチが変更可能である。
At least one of the
また、上述した説明では、制御装置18は、ズームレンズ1124dを用いて光学系112dの投影倍率を変更することで、凹状構造CP1の配列ピッチP1(つまり、複数の照射領域EAの配列ピッチ)及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更している。しかしながら、制御装置18は、その他の方法で、凹状構造CP1の配列ピッチP1(つまり、複数の照射領域EAの配列ピッチ)及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。加工装置1dが光照射装置11dに代えて上述した光照射装置21aから27aのいずれかを備える場合においても、制御装置18は、その他の方法で、凹状構造CP1の配列ピッチP1(つまり、複数の照射領域EAの配列ピッチ)及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。
Further, in the above description, the
例えば、光源系111から射出される複数の加工光ELの各々の光路中に、光軸に対する傾斜角度が変更可能な平行平面板をそれぞれ設け、これらの平行平面板の角度をそれぞれ所定の角度に設定することにより、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。複数の加工光ELを照射する上述した光照射装置22aから23a及び25aから27aの少なくとも一つもまた、平行平面板を備えていてもよい。
For example, in each optical path of a plurality of processing light beams EL emitted from the
例えば、加工装置1dが、上述した図27に示す複数の照射ユニット110b-1を備えている場合には、制御装置18は、複数の照射ユニット110b-1を塗装膜SFの表面に沿った方向に沿って移動させることで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、制御装置18は、複数の照射ユニット110b-1を移動させて複数の照射ユニット110b-1の配列間隔を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかを加工装置1dが備え且つ光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかが複数の加工光ELを照射するために複数の照射ユニット110b-1を備えている場合においても同様である。
For example, when the processing apparatus 1d includes a plurality of
例えば、加工装置1dが、上述した図3(b)に示す複数の光源1111を備えている場合には、制御装置18は、複数の光源1111を塗装膜SFの表面に沿った方向に沿って移動させることで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、制御装置18は、複数の光源1111を移動させて複数の光源1111の配列間隔を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかを加工装置1dが備え且つ光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかが複数の加工光ELを照射するために複数の光源1111を備えている場合においても同様である。
For example, when the processing apparatus 1d includes a plurality of
例えば、加工装置1dが、上述した図3(c)に示す単一の光源1111からの加工光ELを分岐器1112で分岐して複数の射出口から射出する場合には、制御装置18は、複数の射出口の位置を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、制御装置18は、複数の射出口の配列間隔を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかを加工装置1dが備え且つ光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかが複数の加工光ELを照射するために単一の光源1111からの加工光ELを分岐器1112で分岐する場合においても同様である。
For example, when the processing device 1d branches the processing light EL from the
例えば、加工装置1dが、ミラーアレイ222aを備える光照射装置22aを備えている場合には、制御装置18は、ミラーアレイ2221aの各ミラーMの傾斜角度を制御して各ミラーMの反射面の位置(特に、Y軸周りの位置)を変化させることで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。例えば、ミラーアレイ2221aが、XY平面上でマトリクス状に配列される複数のミラーMを備えている場合には、制御装置18は、Y軸方向に沿って並ぶ一群のミラーMの単位で各ミラーMの傾斜角度を制御することで、X軸方向に沿って並ぶ複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。
For example, when the processing apparatus 1d includes a
例えば、加工装置1dが複数の加工光ELの相対角度を変更可能な光照射装置11d-1を備えていれば、制御装置18は、複数の加工光ELの相対角を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、図48(a)は、複数の加工光ELの相対角度が第1の角度状態にある様子を示し、図48(b)は、複数の加工光ELの相対角度が第1の角度状態とは異なる第2の角度状態にある様子を示している。図48(a)及び図48(b)に示すように、複数の加工光ELの相対角度が変わると、複数の加工光ELが塗装膜SFに入射する角度が変わる。一方で、複数の加工光ELの相対角度が変わったとしても、複数の加工光ELの出射点は、光出射装置11d-1の光源系のまま変わらない。その結果、図48(c)及び図48(d)に示すように、複数の加工光ELの相対角度が変わると、複数の照射領域EAの配列ピッチが変わる。具体的には、図48(c)に示すように、複数の加工光ELの相対角度が第1の角度状態にある場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第3ピッチPe3となっている。一方で、図48(d)に示すように、複数の加工光ELの相対角度が第2の角度状態にある場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第3ピッチPe3よりも大きい第4ピッチPe4となっている。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。尚、光照射装置11d-1は、複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置11及び光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれか一つに対して、複数の加工光ELの相対角度を変更するための光学部材を設けた光照射装置であってもよい。
For example, if the processing device 1d includes a
例えば、加工装置1dが互いに非平行な複数の加工光ELを塗装膜SFに照射可能な光照射装置11d-2を備えていれば、制御装置18は、塗装膜SFの表面に交差する方向(図49(a)から図49(b)に示す例では、Z軸方向)における光照射装置11d-2と塗装膜SFとの相対的な位置関係(光照射装置11d-2と塗装膜SFとの距離)を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、図49(a)に示すように、Z軸方向における光照射装置11d-2と塗装膜SFとの間の距離がD5となる場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第5ピッチPe5となっている。その後、図49(b)に示すように、駆動系12によって光照射装置11d-2が塗装膜SFから離れるようにZ軸に沿って移動した結果、Z軸方向における光照射装置11d-2と塗装膜SFとの間の距離がD6(但し、D5<D6)となった場合には、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第5ピッチPe5よりも大きい第6ピッチPe6となっている。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。尚、光照射装置11d-2は、複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置11及び光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれか一つに対して、互いに非平行な複数の加工光ELを照射するための光学部材を設けた光照射装置であってもよい。
For example, if the processing device 1d includes a
例えば、加工装置1dが、夫々が加工光ELを出射可能な複数の光源1111を備えていれば、制御装置18は、複数の光源1111のうち加工光ELを実際に出射する光源111の数を変更することで、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。具体的には、図50(a)に示す例では、複数の光源1111のうちの6個の光源1111が、加工光ELを射出する光源111として選択されている。この場合、6個の光源1111が加工光ELを出射し、その他の光源1111は加工光ELを射出しない。或いは、その他の光源1111もまた加工光ELを射出してもよいが、射出された加工光ELは遮光されて塗装膜SFには照射されない。この場合、図50(b)に示すように、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第7ピッチPe7となっている。一方で、図50(c)に示す例では、複数の光源1111のうちの3個の光源1111(特に、図50(a)に示す例で選択されていた6個の光源1111のうちの1つおきに選択される3つの光源1111)が、加工光ELを出射する光源111として選択されている。この場合、図50(d)に示すように、複数の照射領域EAの配列ピッチは、第7ピッチPe7よりも大きい(例えば、2倍の)第8ピッチPe8となっている。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。複数の加工光ELを照射可能な上述した光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかを加工装置1dが備え且つ光照射装置22aから23a及び25aから27aのいずれかが複数の加工光ELを照射するために複数の光源1111を備えている場合においても同様である。
For example, if the processing apparatus 1d includes a plurality of
或いは、制御装置18は、複数の照射領域EAの配列ピッチを変更する(つまり、複数の照射領域EAの相対的な位置関係を変更する)ことに加えて又は代えて、その他の方法で凹状構造CP1の配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更してもよい。例えば、光源系111から射出される複数の加工光ELの各々の光路中にシャッタを設けてもよい。
Alternatively, the
例えば、加工装置1dが、上述した図18に示す第1分岐光EL1及び第2分岐光EL2を干渉させることで形成される干渉縞を塗装膜SFの表面に形成する光照射装置21aを備えていれば、制御装置18は、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度(つまり、第1分岐光EL1と第2分岐光との間の相対角)を変更することで、凹状構造CP1の配列ピッチP1を変更してもよい。具体的には、図51(a)に示す例では、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度は、第1角度θ1となっている。この場合、図51(b)に示すように、塗装膜SFの表面に形成されている干渉縞のピッチは、第9ピッチPe9となっている。一方で、図51(c)に示す例では、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度は、第1角度θ1とは異なる第2角度θ2となっている。この場合、図51(d)に示すように、塗装膜SFの表面に形成されている干渉縞のピッチは、第9ピッチPe9とは異なる第10ピッチPe10となっている。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1が変更される。
For example, the processing device 1d includes a
但し、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度を変更するために、加工装置1dは、光照射装置21aに代えて、図52に示すように、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度を調整するための角度調整素子2127dを備える光照射装置11d-3を備えている。角度調整素子2127dは、光出射口2123a及び集光光学系2125aを同期して移動することで、第2分岐光EL2に対する第1分岐光EL1の相対角度を調整可能である。更に、角度調整素子2127dは、光出射口2123a及び集光光学系2125aを同期して移動することに加えて又は代えて、光出射口2124a及び集光光学系2126aを同期して移動することで、第1分岐光EL1に対する第2分岐光EL2の相対角度を調整可能であってもよい。従って、角度調整素子2127dは、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度を変更可能である。
However, in order to change the angle at which the first branched light EL1 and the second branched light EL intersect, the processing device 1d replaces the
例えば、上述した複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔が変更されると、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布が変更する。従って、複数の照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔の変更は、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布の制御と等価である。同様に、上述した第1分岐光EL1と第2分岐光EL2とが干渉することで塗装膜SFの表面上に形成される干渉縞のピッチが変更されると、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布が変更する。従って、第1分岐光EL1と第2分岐光EL2とが交差する角度の変更は、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布の制御と等価である。このため、制御装置18は、凹状構造CP1の配列ピッチP1及び/又は複数の加工光ELの間隔を変更することに加えて又は代えて、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布(或いは、塗装膜SFの表面に沿った面内での複数の加工光ELの強度分布)を制御してもよい。この場合、光学系112は、制御装置18の制御下で複数の加工光ELの強度分布を調整するための強度分布調整素子を備えていてもよい。強度分布調整素子は、例えば、加工光ELを空間変調可能な空間光変調器であってもよい。従って、加工装置1dが、空間光変調器を含む光照射装置24a(図21参照)を備えていれば、制御装置18は、空間光変調器を制御して複数の加工光ELの強度分布を変更してもよい。
For example, when the arrangement pitch of the plurality of irradiation areas EA and/or the intervals of the plurality of processing lights EL are changed, the intensity distribution of the plurality of processing lights EL on the surface of the coating film SF is changed. Accordingly, changing the arrangement pitch of the plurality of irradiation areas EA and/or the spacing of the plurality of processing lights EL is equivalent to controlling the intensity distribution of the plurality of processing lights EL on the surface of the coating film SF. Similarly, when the pitch of the interference fringes formed on the surface of the coating film SF is changed by the interference between the first branched light EL1 and the second branched light EL2 described above, The intensity distribution of the plurality of processing lights EL is changed. Accordingly, changing the angle at which the first branched light EL1 and the second branched light EL2 intersect is equivalent to controlling the intensity distribution of the plurality of processing lights EL on the surface of the coating film SF. Therefore, in addition to or instead of changing the arrangement pitch P1 of the concave structures CP1 and/or the intervals of the plurality of processing lights EL, the
また、上述した説明では、制御装置18は、凹状構造CP1の配列ピッチP1の変更を目的に、照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔の変更、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度の変更、及び、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布の変更の少なくとも一つを行っている。しかしながら、制御装置18は、凹状構造CP1の配列ピッチP1の維持(つまり、配列ピッチP1の変動の防止)を目的に、照射領域EAの配列ピッチ及び/又は複数の加工光ELの間隔の変更、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度の変更、及び、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布の変更の少なくとも一つを行ってもよい。具体的には、上述したように、加工装置1dは、ガルバノミラー1122を介して複数の加工光ELで単位加工領域SAを走査している。ここで、ガルバノミラー1122から単位加工領域SAの中央部までの加工光ELの光路の長さと、ガルバノミラー1122から単位加工領域SAの端部までの加工光ELの光路の長さとは、厳密にいえば異なる。このため、単位加工領域SAの中央部での複数の照射領域EAの配列ピッチと、単位加工領域SAの端部での複数の照射領域EAの配列ピッチとが一致しない可能性がある。或いは、上述したように加工対象物Sが航空機の機体等であるがゆえに、塗装膜SFの表面は、曲面になっていたり、凹凸を有していたり、傾斜していたりする可能性が高い。この場合も、ガルバノミラー1122から単位加工領域SAのある部分までの加工光ELの光路の長さと、ガルバノミラー1122から単位加工領域SAの別の部分までの加工光ELの光路の長さとは、厳密にいえば異なる。このため、単位加工領域SAのある部分での複数の照射領域EAの配列ピッチと、単位加工領域SAの別の部分での複数の照射領域EAの配列ピッチとが一致しない可能性がある。その結果、単位加工領域SAに同じ配列ピッチP1の凹状構造CP1を形成したい状況下で、単位加工領域SAのある部分に形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1と、単位加工領域SAの別の部分に形成される凹状構造CP1の配列ピッチP1とが、意図せずして一致しなくなってしまう可能性がある。そこで、制御装置18は、このような凹状構造CP1の配列ピッチP1の意図せぬ変動を相殺するように、照射領域EAの配列ピッチの変更、第1分岐光EL1と第2分岐光ELとが交差する角度の変更、及び、塗装膜SFの表面上での複数の加工光ELの強度分布の変更の少なくとも一つを行ってもよい。その結果、凹状構造CP1の配列ピッチP1の意図せぬ変動が相殺され、同じ配列ピッチP1の凹状構造CP1が適切に形成可能となる。
Further, in the above description, the
(4-5)第5変形例
上述した第4変形例の加工装置1dは、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の配列ピッチP1の変更を目的に、加工光ELの特性(例えば、複数の照射領域EAの間の相対的な位置関係、第1分岐光EL1と第2分岐光EL2とが交差する角度、及び、塗装膜SF上での複数の加工光ELの強度分布の少なくとも一つ)を変更している。一方で、第5変形例の加工装置eは、リブレット構造の任意の特性の変更を目的に、加工光ELの任意の特性を変更する。尚、第5変形例における「リブレット構造の任意の特性」の一例として、第3変形例で説明したように、リブレット構造の有無、リブレット構造の形状(例えば、凹状構造CP1の断面形状、及び、凹状構造CP1の断面形状等の少なくとも一つ)、リブレット構造のサイズ(例えば、凹状構造CP1の深さD、凹状構造CP1の幅、凹状構造CP1の配列ピッチP1、凸状構造CP2の高さH、凸状構造CP2の幅、及び、凸状構造CP2の配列ピッチP2等の少なくとも一つ)、及び、リブレット構造の位置(例えば、凹状構造CP1及び凸状構造CP2の少なくとも一方の位置)の少なくとも一つがあげられる。このため、加工装置1eは、図53に示すように、加工光ELの特性を調整するための特性調整装置41eを備えているという点で、上述した加工装置1とは異なる。尚、加工装置1eは、光照射装置11とは別個に特性調整装置41eを備えていてもよいし、光照射装置11に組み込まれた(つまり、光照射装置11の一部を構成する)特性調整装置41eを備えていてもよい。加工装置1eのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-5) Fifth Modification The processing apparatus 1d of the fourth modification described above aims at changing the arrangement pitch P1 of the recessed structures CP1 constituting the riblet structure. At least one of the relative positional relationship between the areas EA, the angle at which the first branched light EL1 and the second branched light EL2 intersect, and the intensity distribution of the plurality of processing lights EL on the coating film SF. are changing. On the other hand, the processing device e of the fifth modification changes arbitrary characteristics of the processing light EL for the purpose of changing arbitrary characteristics of the riblet structure. In addition, as an example of the "arbitrary characteristics of the riblet structure" in the fifth modification, as described in the third modification, the presence or absence of the riblet structure, the shape of the riblet structure (for example, the cross-sectional shape of the concave structure CP1, and at least one of the cross-sectional shape of the concave structure CP1), the size of the riblet structure (for example, the depth D of the concave structure CP1, the width of the concave structure CP1, the arrangement pitch P1 of the concave structure CP1, the height H of the convex structure CP2 , the width of the convex structure CP2, and the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2, etc.), and the position of the riblet structure (for example, the position of at least one of the concave structure CP1 and the convex structure CP2). I can give you one. Therefore, as shown in FIG. 53, the
制御装置18は、リブレット構造の任意の特性を変更してより適切なリブレット構造を形成するように、加工光ELの任意の特性を変更してもよい。例えば、制御装置18は、リブレット構造の任意の特性を変更して摩擦の低減効果が適切に得られる適切なリブレット構造を形成するように、加工光ELの任意の特性を変更してもよい。
The
複数の加工光ELの特性は、塗装膜SFの表面上における複数の加工光ELの強度分布を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、塗装膜SFの表面上における複数の加工光ELの強度分布を変更してもよい。塗装膜SFの表面上における複数の加工光ELの強度分布が変わると、凹状構造CP1の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。例えば、図54(a)に示す第1の強度分布を有する複数の加工光ELが塗装膜SFの表面に照射されると、図54(b)に示す凹状構造CP1が形成される。一方で、例えば、図54(c)に示す第1の強度分布とは異なる第2の強度分布を有する複数の加工光ELが塗装膜SFの表面に照射されると、図54(b)に示す凹状構造CP1とは特性が異なる図54(d)に示す凹状構造CP1が形成される。
The characteristics of the plurality of processing lights EL may include intensity distributions of the plurality of processing lights EL on the surface of the coating film SF. That is, the
複数の加工光ELの特性は、複数の照射領域EAの形状を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の照射領域EAの形状を変更してもよい。複数の照射領域EAの形状が変わると、凹状構造CP1の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。例えば、図55(a)に示す第1の形状の複数の照射領域EAに複数の加工光ELが照射されると、図55(b)に示す凹状構造CP1が形成される。一方で、例えば、図55(c)に示す第1の形状とは異なる第2の形状の複数の照射領域EAに複数の加工光ELが照射されると、図55(b)に示す凹状構造CP1とは特性が異なる図55(d)に示す凹状構造CP1が形成される。
The properties of the plurality of processing light beams EL may include the shapes of the plurality of irradiation areas EA. That is, the
複数の加工光ELの特性は、複数の照射領域EAの大きさを含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の照射領域EAの大きさを変更してもよい。複数の照射領域EAの大きさが変わると、凹状構造CP1の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状及び位置等の少なくとも一つ)が変わる。例えば、図56(a)に示す第1の大きさの複数の照射領域EAに複数の加工光ELが照射されると、図51(b)に示す凹状構造CP1が形成される。一方で、例えば、図56(c)に示す第1の大きさよりも小さい第2の大きさの複数の照射領域EAに複数の加工光ELが照射されると、図56(b)に示す凹状構造CP1よりも幅が狭い図56(d)に示す凹状構造CP1が形成される。
The properties of the plurality of processing light beams EL may include the sizes of the plurality of irradiation areas EA. That is, the
複数の加工光ELの特性は、複数の加工光ELの強度を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の加工光ELの強度を変更してもよい。複数の加工光ELの強度が変わると、凹状構造CP1の特性(特に、形状等)が変わる。具体的には、複数の加工光ELの強度が大きくなるほど、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFに加えられるエネルギーが大きくなるがゆえに、より多くの塗装膜SFが除去される。従って、複数の加工光ELの強度が大きくなるほど、形成される凹状構造CP1の深さが大きくなる。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状等)が変わる。例えば、図57(a)に示す第1の強度を有する複数の加工光ELが照射されると、図57(b)に示す凹状構造CP1が形成される。一方で、例えば、図57(c)に示す第1の強度よりも大きい第2の強度を有する複数の加工光ELが照射されると、図57(b)に示す凹状構造CP1よりも深い図57(d)に示す凹状構造CP1が形成される。
The properties of the plurality of processing lights EL may include the intensities of the plurality of processing lights EL. That is, the
複数の加工光ELの特性は、複数の加工光ELの照射時間を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の加工光ELの照射時間を変更してもよい。複数の加工光ELの照射時間が変わると、凹状構造CP1の特性(特に、形状等)が変わる。具体的には、複数の加工光ELの照射時間が長くなるほど、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFに加えられるエネルギーが大きくなるがゆえに、より多くの塗装膜SFが除去される。従って、複数の加工光ELの照射時間が長くなるほど、形成される凹状構造CP1の深さが大きくなる。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状等)が変わる。
The characteristics of the plurality of processing light EL may include irradiation times of the plurality of processing light EL. In other words, the
複数の加工光ELの特性は、複数の加工光ELの偏光状態(例えば、s偏光かp偏光かの違い、及び、円偏光か直線偏光か楕円偏光かの違い等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の加工光ELの偏光状態を変更してもよい。複数の加工光ELの偏光状態が変わると、当該複数の加工光ELの塗装膜SFに対する吸収度合いが変わり得る。その結果、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFに加えられるエネルギーが変わり得るため、複数の凹状構造CP1の特性(特に、形状等)が変わり得る。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状等)が変わり得る。
The characteristics of the plurality of processing light EL include the polarization states of the plurality of processing light EL (for example, at least one of the difference between s-polarized light and p-polarized light, and the difference between circularly polarized light, linearly polarized light, and elliptical polarized light). You can stay. That is, the
複数の加工光ELの特性は、複数の加工光ELの波長を含んでいてもよい。つまり、制御装置18は、特性調整装置41eを制御して、複数の加工光ELの波長を変更してもよい。複数の加工光ELの波長が変わると、当該複数の加工光ELの塗装膜SFに対する吸収度合いが変わり得る。その結果、複数の加工光ELの照射によって塗装膜SFに加えられるエネルギーが変わり得るため、複数の凹状構造CP1の特性(特に、形状等)が変わり得る。その結果、このような凹状構造CP1から形成されるリブレット構造の特性(特に、形状等)が変わり得る。
The properties of the plurality of processing light EL may include the wavelengths of the plurality of processing light EL. In other words, the
制御装置18は、制御装置18は、複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されているとき(つまり、複数の加工光ELが塗装膜SFに対して相対的に移動しているとき)に、複数の加工光ELの特性を変更してもよい。その結果、ある方向に延在している一連の凹状構造CP1は、第1の特性を有する部分と、第1の特性とは異なる第2の特性を有する部分とを有することになる。例えば、図58(a)から図58(c)に示すように、ある方向に延在している一連の凹状構造CP1は、第1の形状を有する部分(図58(a)のI-I’断面図である図58(b)参照)と、第1の形状とは異なる第2の形状を有する部分(図58(a)のII-II’断面図である図58(c)参照)とを有することになる。つまり、凹状構造CP1の延在方向に沿って凹状構造CP1の断面形状が変わる。或いは、例えば、図59(a)から図59(c)に示すように、ある方向に延在している一連の凹状構造CP1は、第1の幅を有する部分(図59(a)のI-I’断面図である図59(b)参照)と、第1の幅とは異なる第2の幅を有する部分(図59(a)のII-II’断面図である図59(c)参照)とを有することになる。つまり、凹状構造CP1の延在方向に沿って凹状構造CP1の幅が変わる。
When the coating film SF is irradiated with the plurality of processing light beams EL (that is, when the plurality of processing light beams EL are moving relative to the coating film SF), the
このような第5変形例の加工装置1eは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しつつ、リブレット構造の特性を変更することができる。従って、リブレット構造の特性を変更することができない場合と比較して、より適切なリブレット構造が形成可能となる。具体的には、例えば、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切な特性を有するリブレット構造が形成可能となる。
Such a
(4-6)第6変形例
続いて、図60を参照しながら、第6変形例の加工装置1fについて説明する。上述した説明では、支持装置14の端部144は、塗装膜SFの表面に接触可能である。つまり、支持装置14は、塗装膜SFに接触した状態で収容装置13(更には、収容装置13が支持している光照射装置11)を支持している。一方で、第6変形例の加工装置1fは、図60に示すように、このような支持装置14に代えて、塗装膜SFの表面に非接触な支持装置14fを備えているという点で、上述した加工装置1とは異なる。加工装置1fのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-6) Sixth Modification Next, a
支持装置14fが塗装膜SFの表面に非接触であるがゆえに、支持装置14は、塗装膜SFに接触することなく、収容装置13(更には、収容装置13が支持している光照射装置11、以下第6変形例において同じ)を支持している。支持装置14fは、塗装膜SF(更には、加工対象物S)から分離された支持フレーム(或いは、任意の支持部材等)Ffによって支持される。支持装置14fは、支持フレームFfに接触した状態で、収容装置13を支持している。
Since the
支持装置14fは、支持装置14と同様に梁部材141を備えている。更に、支持装置14fは、支持装置14が備えている複数の脚部材142に代えて、梁部材141に配置される複数の柱部材142fを備えている。柱部材142fは、梁部材141から+Z側に向かって延伸する棒状の部材である。脚部材142fの端部(図60に示す例では、+Z側の端部)144fは、支持フレームFfに接触可能である。端部144fは、脚部材142の端部144と同様に、支持フレームFfに接触した状態で支持フレームFfに付着可能である。
The
柱部材142fは、脚部材142と同様に、駆動系15によって、Z軸に沿って伸縮可能な部材である。つまり、柱部材142fの状態は、柱部材142fがZ軸に沿って伸びることでZ軸方向の長さが相対的に長い第3伸長状態と、柱部材142fがZ軸に沿って縮小することでZ軸方向の長さが相対的に短い第3縮小状態との間で切り替え可能である。柱部材142fの状態は、脚部材142と同様に、支持装置14fが移動する際に、第3伸長状態と第3縮小状態との間で切り替えられる。柱部材142fが第3伸長状態にある場合には、柱部材142fの端部144fは、支持フレームFfに接触可能である。一方で、柱部材142fが第3縮小状態にある場合には、端部144fは、支持フレームFfに接触しない。つまり、柱部材142fが第3縮小状態にある場合には、端部144fは、支持フレームFfから-Z側に離れている。従って、柱部材142fの端部144fと支持フレームFfとの接触によって支持装置14fの移動が妨げられることはない。尚、柱部材142fは、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動可能な天井クレーンに取り付け可能であってもよい。また、支持装置14fは、クレーン及びロボットアームの少なくとも一方であってもよい。
The
このような第6変形例の加工装置1fは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
Such a
但し、加工装置1fでは、支持装置14fと塗装膜SFとが非接触であるため、支持装置14fと塗装膜SFとが振動的に分離される。支持装置14fが光照射装置11を支持しているため、光照射装置11と塗装膜SFとが振動的に分離される。従って、振動等に起因して塗装膜SFが光照射装置11に対して相対的に移動すると、塗装膜SFの表面において、光照射装置11による加工光ELの照射位置(つまり、照射領域EAの位置)が、本来の照射位置からずれてしまう可能性がある。つまり、塗装膜SFと照射領域EAとの相対的な位置関係が変わる可能性がある。そこで、第6変形例では、制御装置18は、支持装置14fに対する塗装膜SFの振動状態及び支持装置14fに対する塗装膜SFの相対的な位置関係の少なくとも一方に基づいて、塗装膜SFに対する照射領域EAの相対的な位置が変わらないように、支持装置14fに対して照射領域EAを相対的に移動させる。支持装置14fに対して塗装膜SFが振動(或いは、移動)すると塗装膜SFと照射領域EAとの相対的な位置関係が変わることから、制御装置18は、塗装膜SFと照射領域EAとの相対的な位置関係に基づいて、塗装膜SFに対する照射領域EAの相対的な位置関係が一定に維持されるように、塗装膜SFに対する照射領域EAの相対的な位置を変更する。
However, in the
このため、加工装置1fは、支持装置14fに対する塗装膜SFの相対的な振動状態を計測する振動計測装置51fを備えている。振動計測装置としては、例えば格子照射法若しくは格子投影法を用いたモアレトポグラフィ法、ホログラフィ干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法、又は、ナイフエッジ法など種々の計測原理を持つ光学計測装置を用いることができる。尚、加工装置1fは、それ自体の振動状態を計測する、変位計、速度計、或いは加速度計を備える振動計測装置を備えていてもよい。制御装置18は、振動計測装置51fの計測結果に基づいて、支持装置14fに対して塗装膜SFが振動したとしても塗装膜SFに対する照射領域EAの位置が変わらないように、支持装置14fに対する照射領域EAの位置を変更する。ここで、振動に起因して支持装置14fに対して塗装膜SFが一の移動方向に一の移動量だけ移動する一方で、支持装置14fに対して照射領域EAが静止していると、照射領域EAに対して塗装膜SFが一の移動方向に一の移動量だけ移動することになる。つまり、塗装膜SFの表面上では、塗装膜SFに対して一の移動方向とは逆向きの他の移動方向に向かって一の移動量だけ照射領域EAが移動することになる。このため、塗装膜SFに対する照射領域EAの相対位置を変えないためには、照射領域EAを塗装膜SFと同じように移動させる必要がある。つまり、塗装膜SFの移動に合わせて照射領域EAが一の移動方向に一の移動量だけ移動すれば、塗装膜SFに対する照射領域EAの位置が変わらなくなる。より具体的には、支持装置14fに対して照射領域EAが一の移動方向に一の移動量だけ移動すれば、塗装膜SFに対する照射領域EAの位置が変わらなくなる。このため、制御装置18は、支持装置14fに対する塗装膜SFの移動方向と同じ方向に向かって、支持装置14fに対する塗装膜SFの移動量と同じ移動量だけ、支持装置14fに対して照射領域EAを移動させる。尚、照射領域EAの移動は、駆動系12による光照射装置11の移動によって実現されてもよいし、光照射装置11が備える光学部材のうちの少なくとも1つの光学部材の移動及び/又は姿勢制御(例えば、ガルバノミラー1122の回転状態の制御)によって実現されてもよいし、その他の方法で実現されてもよい。
For this reason, the
尚、支持装置14と塗装膜SFとが接触可能な上述した加工装置1等においても、支持装置14の振動状態と塗装膜SFの振動状態とが一致しない可能性はある。このため、上述した加工装置1等においても、制御装置18は、支持装置14fに対する塗装膜SFの振動状態(つまり、支持装置14fに対する塗装膜SFの相対的な位置)に基づいて、塗装膜SFに対する照射領域EAの相対的な位置が変わらないように、支持装置14fに対して照射領域EAを相対的に移動させてもよい。
Even in the
(4-7)第7変形例
続いて、図61を参照しながら、第7変形例の加工装置1gについて説明する。上述した加工装置1は、加工対象物SFを移動させることなく、駆動系12及び15によって光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させることが可能である。一方で、第7変形例の加工装置1gは、光照射装置11を移動させることなく、塗装膜SF(つまり、加工対象物SF)を光照射装置11に対して移動させることが可能であるという点で、上述した加工装置1とは異なる。加工装置1gのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-7) Seventh Modification Next, a
加工対象物SFを移動させるために、加工装置1gは、ステージ61gを備えている。ステージ61gは、定盤62gによって-Z側から支持されている。ステージ61gは、収容空間SPに収容される。ステージ61gは、光照射装置11に対向するように配置される。ステージ61gは、塗装膜SFと光照射装置11とが対向するように加工対象物Sを保持可能である。ステージ61gは、光照射装置11からの複数の加工光ELが塗装膜SFに照射されるように加工対象物Sを保持可能である。ステージ61gは、保持した加工対象物Sをリリース可能である。
In order to move the workpiece SF, the
ステージ61gは、駆動系63gによって移動可能である。ステージ61gは、加工対象物Sを保持したまま移動可能である。ステージ61gは、光照射装置11に対して移動可能である。ステージ61gは、光照射装置11からの複数の加工光ELが照射される照射領域EAに対して移動可能である。駆動系63gは、制御装置18の制御下で、光照射装置11と塗装膜SFとの相対的な位置関係(つまり、照射領域EAと塗装膜SFとの相対的な位置関係)を変更するように、ステージ61gを移動させる。駆動系63gは、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って、ステージ61gを移動させてもよい。その結果、塗装膜SF上で照射領域EAがX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動する。駆動系63gは、Z軸に沿って、ステージ61gを移動させてもよい。駆動系63gは、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って、ステージ61gを移動させてもよい。
The
ステージ61gの移動により光照射装置11に対して加工対象物Sが移動するため、収容装置13(特に、隔壁部材132の端部134)及び支持装置14(特に、脚部材142の端部144)に対して塗装膜SFが移動する。このため、端部134及び144の少なくとも一方が塗装膜SFに接触した状態でステージ61gが移動すると、端部134及び144の少なくとも一方と塗装膜SFとの接触によってステージ61gの移動(つまり、加工対象物Sの移動)が妨げられる可能性がある。このため、第7変形例では、端部134及び144は、塗装膜SFに接触しない。この場合、端部134は、例えば、定盤62gに接触する。その結果、収容装置13は、定盤62gと協働して収容空間SPの密閉性を維持する。更に、端部144もまた、例えば、定盤62gに接触する。その結果、支持装置14は、定盤62g上で自立することができる。つまり、支持装置14は、端部144が定盤62gに接触した状態で収容装置13を支持する。
Since the workpiece S moves with respect to the
第7変形例では、光照射装置11を移動させなくてもよいため、加工装置1gは、光照射装置11を移動させる駆動系12及び支持装置15を移動させる駆動系15を備えていなくてもよい。但し、加工装置1gは、上述した加工装置1と同様に、光照射装置11を移動させてもよく、その場合には、駆動系12及び15の少なくとも一方を備えていてもよい。
In the seventh modification, since the
このような第7変形例の加工装置1gは、上述した加工装置1では光照射装置11の移動によって実現されていた塗装膜SFと照射領域EAとの間の相対位置の変更を、ステージ61gの移動(つまり、加工対象物Sの移動)によって実現することができる。更に、加工装置1gは、上述した加工装置1ではガルバノミラー1122の回転によって実現されていた塗装膜SFと照射領域EAとの間の相対位置の変更もまた、ステージ61gの移動(つまり、加工対象物Sの移動)によって実現することができる。このため、加工装置1gもまた、加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。つまり、加工装置1gは、ステージ61gの移動によって加工対象物Sを移動させることで、複数の加工光ELがY軸に沿って塗装膜SFの表面を走査する(つまり、複数の照射領域EAをY軸に沿って移動させる)スキャン動作と、複数の照射領域EAをX軸に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すことができる。その結果、加工装置1gは、複数の単位加工領域SAを複数の加工光ELで走査することができ、結果、上述したリブレット構造を形成することができる。
In the
(4-8)第8変形例
続いて、図62を参照しながら、第8変形例の加工装置1hについて説明する。上述した加工装置1は、光照射装置11が収容装置13に支持された状態で、駆動系12によって光照射装置11を移動させている。つまり、加工装置1は、塗装膜SFに非接触な状態で、光照射装置11を移動させている。一方で、第8変形例の加工装置1hは、光照射装置11hが収容装置13に支持されていない状態で、光照射装置11hを移動させているという点で、上述した加工装置1とは異なる。このため、加工装置1hは、収容装置13が光照射装置11を支持していなくてもよいという点で、上述した加工装置1とは異なる。つまり、加工装置1hは、収容装置13によって支持されていない光照射装置11hを備えているという点で、上述した加工装置1とは異なる。更に、加工装置1hは、上述した駆動系12に代えて、収容装置13に支持されていない光照射装置11hを移動させるための駆動系12hを備えているという点で、上述した加工装置1とは異なる。加工装置1hのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-8) Eighth Modified Example Next, a
収容装置13が光照射装置11hを支持していないため、光照射装置11hは、塗装膜SFの表面に載せられている。光照射装置11hは、塗装膜SFの表面を接触可能な接触部113hを備えているという点で、上述した光照射装置11とは異なる。光照射装置11hのその他の特徴は、光照射装置11のその他の特徴と同じであってもよい。光照射装置11hは、接触部113hを介して塗装膜SFの表面に接触した状態で、塗装膜SFの表面に載せられている。このため、光照射装置11hは、塗装膜SFによって支持される。
Since the
駆動系12hは、制御装置18の制御下で、光照射装置11hを、塗装膜SFに対して(つまり、加工対象物Sに対して)に移動させる。より具体的には、駆動系12hは、光照射装置11hを塗装膜SFの表面に沿って移動させる。この際、駆動系12hは、光照射装置11hが接触部113hを介して塗装膜SFに接触した状態で、光照射装置11hを移動させる。このため、接触部113hは、塗装膜SFとの間の摩擦抵抗が相対的に小さい部材である。或いは、接触部113は、転がり抵抗が相対的に小さい部材(例えば、タイヤ及びボール等の少なくとも一つ)である。このため、光照射装置11hは、塗装膜SFの表面に沿って、塗装膜SFの表面上をいわば自走しているかのように移動することができる。
The
光照射装置11hは、光照射装置11hが接触部113hを介して塗装膜SFに接触した状態で、加工光ELを照射する。光照射装置11は、塗装膜SFの表面に沿って光照射装置11hが移動している間に、加工光ELを照射してもよい。その結果、塗装膜SFに対して照射領域EAが移動するため、複数の加工光ELがY軸に沿って塗装膜SFの表面を走査する(つまり、複数の照射領域EAをY軸に沿って移動させる)スキャン動作を行うことができる。つまり、加工装置1hは、光照射装置11hの移動により、ガルバノミラー1122を回転させなくても、スキャン動作と上述したステップ動作とを交互に繰り返して、リブレット構造を形成することができる。但し、加工装置1hは、ガルバノミラー1122を回転させることで、スキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返してもよい。
The
上述したように、加工装置1hは、支持装置14により塗装膜SFから吊り下がる(例えば、加工対象物Sの一例である航空機PLの機体から吊り下がる)ように、塗装膜SFに対して配置されることがある(上述した図6(b)参照)。このように加工装置1hが塗装膜SFから吊り下がると、光照射装置11hが収容装置13によって支持されていないため、光照射装置11hが落下してしまう可能性がある。このため、光照射装置11自身が塗装膜SFに付着可能であってもよい。例えば、接触部113hが塗装膜SFに付着可能であってもよい。例えば、接触部113hは、塗装膜SFに吸着可能な吸着機構を備えていてもよい。或いは、例えば図63に示すように、光照射装置11hを塗装膜SF上に位置させる吸着部114hを設けてもよい。図63において、光照射装置11hはフレーム115hによって支持されている。このフレーム115hには、接触部としての車輪113hと、吸着部114hの一部を構成する吸引ノズル114h1とが設けられている。吸引ノズル114h1は、吸引配管114h2を介して吸引ポンプ114h3と接続されている。吸引ポンプ114h3は、吸引配管114h2を介して吸引ノズル114h1と塗装膜SFとの間を減圧して、光照射装置11hを塗装膜SFに吸着する。尚、車輪113hは、駆動系12hによって駆動可能である。尚、吸着部114hとしては、上述に示した負圧吸引式に限定されず、例えば磁石吸引式であってもよい。
As described above, the
このような第8変形例の加工装置1hは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、加工装置1hでは、光照射装置11hが塗装膜SFに接触した状態で塗装膜SFの表面に沿って移動可能である。従って、塗装膜SFの表面がどのような形状であっても、光照射装置11は、塗装膜SFの表面に沿って移動することができる。このため、加工装置1hは、塗装膜SFの表面の形状の制約をそれほど受けることなく、塗装膜SFを加工することができる。
The
(4-9)第9変形例
続いて、図64を参照しながら、第9変形例の加工装置1iについて説明する。図64に示すように、加工装置1iは、位置計測装置71iを更に備えているという点で、上述した加工装置1とは異なる。加工装置1iのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
(4-9) Ninth Modification Next, a
位置計測装置71iは、塗装膜SFに対する(つまり、加工対象物Sに対する)複数の照射領域EAの位置を計測する。第9変形例では、複数の照射領域EAの位置を計測するために、位置計測装置71iは、塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部との双方を同時に撮像可能な撮像機器(例えば、カメラ)72iを含み、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置を計測して、塗装膜SFに対する照射領域EAの位置を間接的に計測する。塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部とを同時に撮像するためには、撮像機器72iは、塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部とが撮像機器72iの撮像範囲に同時に含まれるように、塗装膜SF(つまり、加工対象物S)及び光照射装置11の少なくとも一方に対して位置合わせされている。この場合、典型的には、撮像機器72iは、塗装膜SF及び光照射装置11から所定距離以上離れた位置に配置されている。この場合、撮像機器72iは、塗装膜SF及び光照射装置11から所定距離以上離れた位置から、塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部を撮像する。つまり、撮像機器72iは、塗装膜SF及び光照射装置11を俯瞰する状態で、塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部とを撮像する。
The
撮像機器72iが塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部とを同時に撮像するがゆえに、撮像機器72iの撮像結果(つまり、位置計測装置71iの計測結果)は、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報を含んでいる。
Since the
ここで、上述したように、光照射装置11は、隔壁部材132によって囲まれた収容空間SPに収容されている。隔壁部材132が可視光を通過させる部材である場合には、撮像機器72iは、収容空間SPに収容されている光照射装置11を直接的に撮像することができる。その結果、位置計測装置71iの計測結果は、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報を含むことになる。このため、隔壁部材132は、可視光を通過させる部材であってもよい。この場合であっても、加工光ELが不可視光であれば、加工光ELが隔壁部材132によって遮光可能であることに変わりはない。
Here, as described above, the
或いは、隔壁部材132が可視光を遮光する部材である場合には、撮像機器72iが光照射装置11を直接撮像することができない可能性がある。しかしながら、この場合であっても、撮像機器72iは、光照射装置11を支持している収容装置13、及び、収容装置13を支持している支持装置14を撮像することができる。従って、この場合、位置計測装置71iの計測結果は、塗装膜SFに対する収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方の位置に関する情報を含んでいる。更に、塗装膜SFに対する収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方の位置が変わると、収容装置13及び支持装置14に支持されている光照射装置11の塗装膜SFに対する位置もまた変わる。つまり、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置は、塗装膜SFに対する収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方の位置に依存する。従って、収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方と光照射装置11との位置関係が既知であれば、塗装膜SFに対する収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方の位置に関する情報は、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報に変換可能である。従って、隔壁部材132が可視光を遮光する部材である場合であっても、位置計測装置71iの計測結果は、実質的には、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報を含んでいる。尚、制御装置18が駆動系12及び15を制御して夫々光照射装置11及び支持装置14を移動させているため、収容装置13及び支持装置14の少なくとも一方と光照射装置11との位置関係は、制御装置18にとって既知の情報である。従って、制御装置18は、隔壁部材132が可視光を遮光する部材である場合であっても、位置計測装置71iの計測結果から、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報を取得可能である。
Alternatively, if the
或いは、隔壁部材132が可視光を遮光する部材であっても、撮像機器72iが、不可視光の照明光を用いて塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部を撮像する機器である場合には、撮像機器72iは、光照射装置11を直接的に撮像することができる。従って、撮像機器72iは、隔壁部材132を通過可能な不可視光の照明光を用いて塗装膜SFの少なくとも一部と光照射装置11の少なくとも一部を撮像してもよい。但し、塗装膜SFによって相応に吸収可能な波長の不可視光が照明光として用いられ、且つ、照明光の強度が塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度以上になっていると、照明光の照射によって塗装膜SFが蒸発してしまう可能性がある。このため、撮像機器72iが用いる照明光の強度は、塗装膜SFを蒸発させることが可能な強度未満に設定される。つまり、照明光の強度は、塗装膜SFを蒸発させることができない程度に強度が小さくなるように設定される。
Alternatively, even if the
位置計測装置71iの計測結果は、位置計測装置71iから、有線又は無線の通信回線を介して、制御装置18に出力される。制御装置18は、位置計測装置71iの計測結果を受信する。制御装置18は、位置計測装置71iの計測結果から、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置を特定し、ひいては、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を特定する。具体的には、上述したように、位置計測装置71iの計測結果は、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報を含む。ここで、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置が変わると、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置もまた変わる。つまり、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置は、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に依存する。従って、光照射装置11と複数の照射領域EAとの位置関係が既知であれば、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に関する情報は、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置に関する情報に変換可能である。更に、制御装置18が光照射装置11(特に、ガルバノミラー1122)を制御して塗装膜SF上での複数の照射領域EAの位置を変更している。このため、光照射装置11と複数の照射領域EAとの位置関係は、制御装置18にとって既知の情報である。従って、制御装置18は、位置計測装置71iの計測結果及び光照射装置11と複数の照射領域EAとの位置関係(言い換えれば、ガルバノミラー1122の制御状態)に基づいて、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を特定可能である。
The measurement result of the
制御装置18は、特定した複数の照射領域EAの位置に基づいて、リブレット構造を形成するように光照射装置11、駆動系12及び駆動系15の少なくとも一つを制御する。例えば、制御装置18は、塗装膜SF上の所望位置に照射領域EAが設定されるように、光照射装置11や、駆動系12や、駆動系15を制御してもよい。或いは、例えば、制御装置18は、特定した複数の照射領域EAの位置(或いは、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置)に、第2変形例で説明した塗装膜SFの表面の特性(例えば、表面の形状及び反射率等の少なくとも一つ)を関連付けると共に、当該関連付けた情報に基づいて、上述した第2変形例における事前計測制御動作を行ってもよい。
The
このような第9変形例の加工装置1iは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、加工装置1iは、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を適切に特定することができる。従って、加工装置1iは、塗装膜SFの表面上で複数の照射領域EAを適切な位置に設定しながら、塗装膜SFを適切に(つまり、相対的に精度よく)加工することができる。
The
尚、上述したように、位置計測装置71iは、塗装膜SFの表面を撮像できる。このため、制御装置18は、位置計測装置71iが撮像した塗装膜SFの表面の画像から、塗装膜SFの表面の形状、及び、塗装膜SFの表面上においてそのような形状が存在する位置の少なくとも一方を特定することもできる。このため、位置計測装置71iは、上述した第2変形例で用いられる、塗装膜SFの表面の形状を計測するための表面特性計測装置19bとして用いられてもよい。この場合、制御装置18は、位置計測装置71iの計測結果から、例えば、第2変形例における事前計測制御動作の第1具体例から第3具体例で用いられる「塗装膜SFの表面の形状」を特定してもよい。或いは、制御装置18は、位置計測装置71iの計測結果から、例えば、第2変形例における事前計測制御動作の第4具体例で用いられる「塗装膜SFの表面上において存在する許容サイズ以上の構造物」の形状、及び、このような構造物が存在する領域の塗装膜SF上の位置の少なくとも一方を特定してもよい。
Incidentally, as described above, the
尚、上述の例では、位置計測装置71iが塗装膜SFに対する照射領域EAの位置を間接的に計測したが、位置計測装置71iは、塗装膜SFに対する照射領域EAの位置を直接的に計測してもよい。例えば、光照射装置11から、弱い強度(塗装膜SFを蒸発させない程度であって且つ撮像機器72iで検出できる強度)の加工光ELを塗装膜SF上に照射して照射領域EAを塗装膜SF上に形成する。その照射領域EAの位置を撮像機器72iで撮像することによって、塗装膜SFに対する照射領域EAの位置を直接的に計測することができる。なお、塗装膜SFに対する加工中に、照射領域EAの位置を直接的に計測してもよい。
In the above example, the
また、上述した説明では、加工装置1i自体が位置計測装置71iを備えている例を説明している。しかしながら、上述したように、位置計測装置71i(特に、撮像機器72i)が光照射装置11から所定距離以上離れた位置に配置されていることから、位置計測装置71iは、加工装置1iとは別個の装置であってもよい。つまり、加工装置1iに代えて、有線又は無線の通信回線を介して情報の送受信が可能な加工装置1と位置計測装置71iとを備える加工システムであっても、上述した第9変形例の加工装置1iが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
Also, in the above description, an example in which the
(4-10)第10変形例
続いて、図65を参照しながら、第10変形例の加工装置1jについて説明する。第10変形例の加工装置1jは、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を計測し、計測結果に基づいてリブレット構造を形成するように光照射装置11、駆動系12及び駆動系15の少なくとも一つを制御するという点では、上述した第9変形例の加工装置1iと同じである。加工装置1jは、位置計測装置71iに代えて、位置計測装置71jを備えているという点で、上述した加工装置1iとは異なる。加工装置1jのその他の特徴は、加工装置1iのその他の特徴と同じであってもよい。
(4-10) Tenth Modification Next, a processing apparatus 1j of a tenth modification will be described with reference to FIG. The processing device 1j of the tenth modification measures the positions of a plurality of irradiation areas EA with respect to the coating film SF, and operates the
位置計測装置71jは、塗装膜SFに対する(つまり、加工対象物Sに対する)複数の照射領域EAの位置を計測するという点では、上述した位置計測装置71iと同じである。第10変形例では、複数の照射領域EAの位置を計測するために、位置計測装置71jは、第1計測装置711jと、第2計測装置712jとを備えている。第1計測装置711jと、第2計測装置712jとは、互いに協働して、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を計測する。
The position measuring device 71j is the same as the
第1計測装置711jは、塗装膜SFと所定の第1位置関係を有する第1位置に配置される。所定の第1位置関係は、制御装置18に既知である。つまり、制御装置18は、第1位置関係に関する情報を保有している。図65に示す例では、第1計測装置711jは、塗装膜SFの表面に配置されている。しかしながら、第1計測装置711jは、塗装膜SFの表面以外に配置されていてもよい。例えば、第1計測装置711jは、塗装膜SFの内部に配置されてもよいし、計測対象物Sに配置されてもよいし、その他の位置に配置されてもよい。
The
第2計測装置712jは、光照射装置11と所定の第2位置関係を有する第2位置に配置される。所定の第2位置関係は、制御装置18に既知である。つまり、制御装置18は、第2位置関係に関する情報を保有している。図65に示す例では、第2計測装置712jは、光照射装置11に配置されている。しかしながら、第2計測装置712jは、加工装置1jのうち光照射装置11以外の部分に配置されていてもよい。或いは、第2計測装置712jは、加工装置1j以外に配置されていてもよい。
The
第1計測装置711jは、周囲に向かって信号を出力(つまり、発信)可能な信号出力装置を含む。この場合、位置計測装置71jは、配置位置が異なる複数の(例えば、2つの又は3つ以上の)第1計測装置711jを備えている。更に、この場合、第2計測装置712jは、複数の第1計測装置711jが出力した信号を検出する信号検出装置を含む。第2計測装置712jの計測結果(つまり、信号検出装置の検出結果)は、制御装置18に出力される。制御装置18は、第2計測装置712jの計測結果から、複数の第1計測装置711jの夫々に対する第2計測装置712jの位置を特定する。制御装置18は、複数の信号出力装置に対する信号検出装置の位置の特定するための既知の方法(例えば、GPS(Global Positioning System)等で採用されている3次元測位法等)を用いて、複数の第1計測装置711jの夫々に対する第2計測装置712jの位置を特定してもよい。
The
その後、制御装置18は、複数の第1計測装置711jの夫々に対する第2計測装置712jの位置に基づいて、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置を特定する。具体的には、複数の第1計測装置711jの夫々と塗装膜SFとの間の第1位置関係及び第2計測装置712jと光照射装置11との間の第2位置関係が制御装置18にとって既知であるがゆえに、複数の第1計測装置711jの夫々と第2計測装置712jとの間の位置関係は、塗装膜SFと光照射装置11との間の位置関係と等価である。このため、制御装置18は、複数の第1計測装置711jの夫々に対する第2計測装置712jの位置に加えて、制御装置18にとって既知の情報である、複数の第1計測装置711jの夫々と塗装膜SFとの間の第1位置関係及び第2計測装置712jと光照射装置11との間の第2位置関係に基づいて、塗装膜SFに対する光照射装置11の位置を特定する。塗装膜SFに対する光照射装置11の位置を特定した後の動作は、第10変形例においても、第9変形例と同じである。つまり、制御装置18は、特定した塗装膜SFに対する光照射装置11の位置に基づいて、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を特定する。
After that, the
このような第10変形例の加工装置1jであっても、上述した第9変形例の加工装置1iが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
Even with such a processing device 1j of the tenth modification, it is possible to enjoy the same effects as the effects that the
尚、第1計測装置711jは、周囲に向かって信号を出力(つまり、発信)可能な信号出力装置を含んでいなくてもよい。例えば、第1計測装置711jは、第2計測装置712jによって検出可能な任意の被検出装置を含んでいてもよい。任意の被検出装置の一例として、マーカがあげられる。更に、この場合、第2計測装置712jは、任意の被検出装置を検出可能な検出装置を含んでいてもよい。任意の検出装置の一例として、カメラ等の撮像機器があげられる。この場合であっても、制御装置18は、第2計測装置712jの計測結果から、第1計測装置711jに対する第2計測装置712jの位置を特定することができる。このため、制御装置18は、塗装膜SFに対する複数の照射領域EAの位置を特定可能である。
Note that the
(4-11)第11変形例
続いて、第11変形例の加工装置1kについて説明する。加工装置1kは、上述した加工装置1と同様に、塗装膜SFの表面に複数の単位加工領域SAを設定し、複数の単位加工領域SAに順に複数の加工光ELを照射する。第11変形例では、各単位加工領域SAは、隣接する他の単位加工領域SAと部分的に重複する。つまり、各単位加工領域SAは、他の単位加工領域SAと重複する重複領域SAaと、他の単位加工領域SAと重複しない非重複領域SAbとを含む。例えば、図66(a)に示すように、単位加工領域SA1は、単位加工領域SA1の+X側に隣接する単位加工領域SA2と部分的に重複する(但し、単位加工領域SA6とは重複しない)重複領域SAa1-2と、単位加工領域SA1の+Y側に隣接する単位加工領域SA5と部分的に重複する(但し、単位加工領域SA6とは重複しない)重複領域SAa1-5と、単位加工領域SA2及びSA5と部分的に重複し且つ単位加工領域SA1と斜め方向に隣接する単位加工領域SA6と部分的に重複する重複領域SAa1-256と、他の単位加工領域SAと重複しない非重複領域SAb1とを含む。例えば、図66(b)に示すように、単位加工領域SA2は、単位加工領域SA2の-X側に隣接する単位加工領域SA1と部分的に重複する(但し、単位加工領域SA5とは重複しない)重複領域SAa2-1と、単位加工領域SA2の+X側に隣接する単位加工領域SA3と部分的に重複する(但し、単位加工領域SA7とは重複しない)重複領域SAa2-3と、単位加工領域SA2の+Y側に隣接する単位加工領域SA6と部分的に重複する(但し、単位加工領域SA5及びSA7とは重複しない)重複領域SAa2-6と、単位加工領域SA1及びSA6に部分的に重複し且つ加えて単位加工領域SA2と斜め方向に隣接する単位加工領域SA5と部分的に重複する重複領域SAa2-156と、単位加工領域SA3及びSA6に部分的に重複し且つ加えて単位加工領域SA2と斜め方向に隣接する単位加工領域SA7と部分的に重複する重複領域SAa2-367と、他の単位加工領域SAと重複しない非重複領域SAb2とを含む。
(4-11) Eleventh Modification Next, a processing apparatus 1k of an eleventh modification will be described. Like the
加工装置1kは、重複領域SAaに照射される加工光ELの特性と、非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように複数の加工光ELを照射するという点で、上述した加工装置1とは異なる。というのも、一の単位加工領域SAと他の単位加工領域SAとが部分的に重複する重複領域SAaには、一の単位加工領域SAに照射される加工光ELと、他の単位加工領域SAに照射される加工光ELとが重複して照射される可能性がある。一方で、一の単位加工領域SAに含まれる非重複領域SAbには、一の単位加工領域SAに照射される加工光ELが照射される一方で、他の単位加工領域SAに照射される加工光ELが照射されることはない。このため、重複領域SAaに照射される加工光ELの特性と非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性とが同じになると、重複領域SAaに形成される凹状構造CP1の特性と、非重複領域SAbに形成される凹状構造CP1の特性とが変わってしまう可能性がある。その結果、リブレット構造の特性が、本来必要としていた特性から乖離してしまう可能性がある。そこで、第11変形例では、加工装置1kは、重複領域SAaに照射される加工光ELの特性と、非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように複数の加工光ELを照射する。以下、重複領域SAaに照射される加工光ELの特性及び非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性が異なる3つの例について説明する。尚、加工装置1kのその他の特徴は、加工装置1のその他の特徴と同じであってもよい。
The processing apparatus 1k irradiates a plurality of processing light beams EL so that the characteristics of the processing light beam EL irradiated to the overlapping region SAa and the characteristics of the processing light beam EL irradiated to the non-overlapping region SAb are different. This is different from the
(4-11-1)重複領域SAaに照射される加工光ELの特性が非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性と異なる第1具体例
第1具体例では、図67に示すように、制御装置18は、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa(つまり、未だ凹状構造CP1が形成されていない重複領域SAa)に対しては加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。一方で、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAa(つまり、既に凹状構造CP1が形成されている重複領域SAa)に対しては加工光ELを照射しないように、光照射装置11を制御する。更に、制御装置18は、非重複領域SAbに加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。つまり、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの強度をゼロに設定し、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa及び非重複領域SAbに照射される加工光ELの強度をゼロよりも大きい強度に設定する。言い換えれば、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの照射時間をゼロに設定し、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa及び非重複領域SAbに照射される加工光ELの照射時間をゼロよりも大きい時間に設定する。尚、図67は、単位加工領域SA1に加工光ELを照射した後に、単位加工領域SA1と部分的に重複する単位加工領域SA2に加工光ELを照射する場合において、単位加工領域SA1に加工光ELを照射するタイミングでは、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa1-2に加工光ELを照射し、単位加工領域SA1に続いて単位加工領域SA2に加工光ELを照射するタイミングでは、既に加工光ELが照射された重複領域SAa2-1に加工光ELを照射しない例を示している。
(4-11-1) First Concrete Example The characteristics of the processing light EL irradiated to the overlapping region SAa are different from the characteristics of the processing light EL irradiated to the non-overlapping region SAb . Further, the
このように、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの強度がゼロに設定されると、重複領域SAaに既に形成されているリブレット構造が、再度の加工光ELの照射によって特性が悪化する(例えば、形状が望ましくない形状になる)ように加工されてしまうことがない。このため、加工装置1kは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、隣接する複数の単位加工領域SAが部分的に重複する場合においても、リブレット構造を適切に形成することができる。
In this way, when the intensity of the processing light EL applied to the overlapping area SAa that has already been irradiated with the processing light EL is set to zero, the riblet structure already formed in the overlapping area SAa is not affected by the second processing light EL. It is not processed in such a way that the characteristics are deteriorated (for example, the shape becomes an undesired shape) due to the irradiation of . Therefore, the processing apparatus 1k can appropriately form the riblet structure even when a plurality of adjacent unit processing areas SA partially overlap while enjoying the same effects as those that the
(4-11-2)重複領域SAaに照射される加工光ELの特性が非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性と異なる第2具体例
第2具体例では、図68に示すように、制御装置18は、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAaに対しては、塗装膜SFを蒸発させることができる程度に強度が大きい加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。一方で、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに対しては、塗装膜SFを蒸発させることができない程度に強度が小さい加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。更に、制御装置18は、非重複領域SAbに対しては、塗装膜SFを蒸発させることができる程度に強度が大きい加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。つまり、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの強度を、塗装膜SFを蒸発させることができない非加工可能強度に設定し、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa及び非重複領域SAbに照射される加工光ELの強度を、非加工可能強度よりも大きい強度(つまり、塗装膜SFを蒸発させることができる加工可能強度)に設定する。尚、図68は、単位加工領域SA1に加工光ELを照射した後に、単位加工領域SA1と部分的に重複する単位加工領域SA2に加工光ELを照射する場合において、単位加工領域SA1に加工光ELを照射するタイミングでは、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa1-2に加工可能強度を有する加工光ELを照射し、単位加工領域SA1に続いて単位加工領域SA2に加工光ELを照射するタイミングでは、既に加工光ELが照射された重複領域SAa2-1に非加工強度の加工光ELを照射する例を示している。
(4-11-2) Second Specific Example In the second specific example, the characteristics of the processing light EL irradiated to the overlapping region SAa differ from the characteristics of the processing light EL irradiated to the non-overlapping region SAb, as shown in FIG. Further, the
このように、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの強度が非加工可能強度に設定される場合も、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの強度がゼロに設定される場合と同様に、重複領域SAaに既に形成されているリブレット構造が、再度の加工光ELの照射によって特性が悪化するように加工されてしまうことがない。このため、加工装置1kは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、隣接する複数の単位加工領域SAが部分的に重複する場合においても、リブレット構造を適切に形成することができる。
Thus, even when the intensity of the processing light EL irradiated to the overlap area SAa already irradiated with the processing light EL is set to the non-processable intensity, the overlap area SAa already irradiated with the processing light EL is not irradiated. Similarly to the case where the intensity of the processing light EL is set to zero, the riblet structure already formed in the overlap region SAa may be processed such that the characteristics are deteriorated by the second irradiation of the processing light EL. No. For this reason, the processing apparatus 1k can appropriately form the riblet structure even when a plurality of adjacent unit processing areas SA partially overlap while enjoying the same effects as those that the
尚、上述したように、塗装膜SFは、照射された加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーによって蒸発する。更に、上述したように、加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーは、加工光ELの強度のみならず、加工光ELの照射時間にも依存して変動し得る。このため、制御装置18は、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAaに対して、塗装膜SFを蒸発させることができる程度に長い照射時間だけ加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御してもよい。一方で、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに対して、塗装膜SFを蒸発させることができない程度に短い照射時間だけ加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御してもよい。更に、制御装置18は、非重複領域SAbに対して、塗装膜SFを蒸発させることができる程度に長い照射時間だけ加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御してもよい。つまり、制御装置18は、既に加工光ELが照射された重複領域SAaに照射される加工光ELの照射時間を、塗装膜SFを蒸発させることができない非加工時間に設定し、未だ加工光ELが照射されていない重複領域SAa及び非重複領域SAbに照射される加工光ELの照射時間を、非加工可能時間よりも長い照射時間(つまり、塗装膜SFを蒸発させることができる加工可能時間)に設定してもよい。
Incidentally, as described above, the coating film SF is evaporated by the energy applied to the coating film SF from the irradiated processing light EL. Furthermore, as described above, the energy applied from the processing light EL to the coating film SF can fluctuate depending not only on the intensity of the processing light EL but also on the irradiation time of the processing light EL. For this reason, the
(4-11-3)重複領域SAaに照射される加工光ELの特性が非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性と異なる第3具体例
第3具体例では、図69に示すように、制御装置18は、重複領域SAa及び非重複領域SAbの双方に、加工可能強度を有する加工光ELを照射するように、光照射装置11を制御する。但し、この場合には、制御装置18は、重複領域SAaに照射される加工光ELの強度が、非重複領域SAbに照射される加工光ELの強度よりも小さくなるように、光照射装置11を制御する。より具体的には、制御装置18は、重複領域SAaがn(但し、nは、2以上の整数)個の単位加工領域SAが部分的に重複する領域である場合には、重複領域SAaに照射される加工光ELの強度が、非重複領域SAbに照射される加工光ELの強度の1/n倍になるように、光照射装置11を制御する。例えば、図69に示す例では、重複領域SAa1-2(つまり、重複領域SAa2-1)は、2つの単位加工領域SA1及びSA2が部分的に重複する領域である。このため、単位加工領域SA1に加工光ELを照射するタイミングで重複領域SAa1-2に照射される加工光ELの強度及び単位加工領域SA2に加工光ELを照射するタイミングで重複領域SAa2-1に照射される加工光ELの強度は、共に、非重複領域SAb1及びSAb2の夫々に照射される加工光ELの強度の1/2倍(つまり、半分)になる。
(4-11-3) Third Concrete Example The characteristics of the processing light EL irradiated to the overlapping area SAa are different from the characteristics of the processing light EL irradiated to the non-overlapping area SAb . Furthermore, the
このように、重複領域SAaに照射される加工光ELの強度が非重複領域SAbに照射される加工光ELの1/n倍に設定されると、重複領域SAaに形成される凹状構造CP1の特性と、非重複領域SAbに形成される凹状構造の特性が大きく変わってしまうことはない。というのも、重複領域SAaを含むn個の単位加工領域SAに複数の加工光ELを照射する都度、重複領域SAaには、非重複領域SAbに照射される加工光ELの1/n倍の強度の加工光ELが照射される。つまり、重複領域SAaには、非重複領域SAbに照射される加工光ELの1/n倍の強度の加工光ELがn回に分けて照射される。その結果、n回の加工光ELの照射によって重複領域SAaに加えられるエネルギーの総量は、1回の加工光ELの照射によって非重複領域SAbに加えられるエネルギーの総量と同じになる。従って、n回の加工光ELの照射によって重複領域SAaに形成される凹状構造CP1の特性(例えば、深さ)は、1回の加工光ELの照射によって非重複領域SAbに形成される凹状構造CP1の特性(例えば、深さ)と概ね同じになる。つまり、第3具体例では、凹状構造CP1が徐々に深くなっていくように形成される。このため、加工装置1kは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、隣接する複数の単位加工領域SAが部分的に重複する場合においても、リブレット構造を適切に形成することができる。
In this way, when the intensity of the processing light EL applied to the overlapping area SAa is set to 1/n times the intensity of the processing light EL applied to the non-overlapping area SAb, the recessed structure CP1 formed in the overlapping area SAa characteristics and characteristics of the concave structure formed in the non-overlapping area SAb do not change significantly. This is because each time the n unit processing areas SA including the overlapping area SAa are irradiated with the plurality of processing light EL, the overlapping area SAa is irradiated with 1/n times the processing light EL irradiated to the non-overlapping area SAb. Strong processing light EL is emitted. That is, the overlapping area SAa is irradiated n times with the processing light EL having an
尚、n回の加工光ELの照射によって重複領域SAaに加えられるエネルギーの総量が1回の加工光ELの照射によって非重複領域SAbに加えられるエネルギーの総量と同じになる限りは、重複領域SAaに照射される加工光ELの強度が非重複領域SAbに照射される加工光ELの1/n倍に設定されなくてもよい。例えば、図69に示す例では、重複領域SAaに加工光ELが照射されている間は、加工光ELの強度は、非重複領域SAbに照射される加工光ELの1/n倍の強度に固定されている。しかしながら、図70に示すように、制御装置18は、重複領域SAaに加工光ELが照射されている間に、加工光ELの強度を連続的に(或いは、非連続的に)変化させてもよい。
Note that as long as the total amount of energy applied to the overlapping area SAa by irradiation with the processing light EL n times is the same as the total amount of energy applied to the non-overlapping area SAb by irradiation with the processing light EL once, the overlap area SAa The intensity of the processing light EL applied to the non-overlapping area SAb may not be set to 1/n times the intensity of the processing light EL applied to the non-overlapping area SAb. For example, in the example shown in FIG. 69, while the overlapping region SAa is irradiated with the processing light EL, the intensity of the processing light EL is 1/n times the intensity of the processing light EL irradiated onto the non-overlapping region SAb. Fixed. However, as shown in FIG. 70, the
また、加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギーは、加工光ELの強度のみならず、加工光ELの照射時間にも依存して変動し得ることは上述したとおりである。このため、制御装置18は、重複領域SAaに照射される加工光ELの照射時間が、非重複領域SAbに照射される加工光ELの照射時間よりも短くなるように、光照射装置11を制御してもよい。より具体的には、制御装置18は、重複領域SAaがn個の単位加工領域SAが部分的に重複する領域である場合には、重複領域SAaに照射される加工光ELの照射時間が、非重複領域SAbに照射される加工光ELの照射時間の1/n倍になるように、光照射装置11を制御してもよい。尚、照射された加工光ELから塗装膜SFに加えられるエネルギー量(加工光ELの強度×照射時間)に対する、塗装膜SFが蒸発した部分の厚みの変化量が線形的でない場合には、重複領域SAaに照射される加工光ELのエネルギー量を、非重複領域SAbに照射される加工光ELのエネルギー量の1/n倍と異ならせてよい。
Further, as described above, the energy applied from the processing light EL to the coating film SF can vary depending not only on the intensity of the processing light EL but also on the irradiation time of the processing light EL. Therefore, the
尚、第11変形例では、照射する加工装置1kが、重複領域SAaに照射される加工光ELの特性と非重複領域SAbに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように複数の加工光ELを照射する例について説明した。しかしながら、塗装膜SFの表面上で二次元的に広がる照射領域EAに加工光ELを照射する光照射装置21a(図18参照)又は光照射装置24a(図21参照)を備える加工装置1aであっても、加工光ELのうち重複領域SAaに照射される光成分の強度(或いは、任意の特性、以下この段落において同じ)と加工光ELのうち非重複領域SAbに照射される光成分の強度とが異なるものとなるように加工光ELを照射してもよい。つまり、光照射装置21a又は24aを備える加工装置1aであっても、重複領域SAaにおける加工光ELの強度と非重複領域SAbにおける加工光ELの強度とが異なるものとなるように加工光ELを照射してもよい。この場合、加工装置1aは、例えば、重複領域SAaにおける加工光ELの強度と非重複領域SAbにおける加工光ELの強度とが異なるものとなるように、塗装膜SFの表面上における加工光ELの強度分布を調整してもよい。この場合であっても、上述した効果と同様の効果が享受可能である。
In addition, in the eleventh modification, a plurality of processing devices 1k are arranged so that the characteristics of the processing light EL irradiated to the overlapping region SAa and the characteristics of the processing light EL irradiated to the non-overlapping region SAb are different. The example of irradiating the processing light EL of . However, the processing apparatus 1a is provided with a
(4-12)第12変形例
続いて、第12変形例の加工装置1lについて説明する。加工装置1lは、上述した加工装置1と同様に、各単位加工領域SA内でスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返すように、複数の加工光ELを照射する。つまり、加工装置1lは、塗装膜SFの表面上で複数の照射領域EAをY軸方向に沿って移動させるスキャン動作を、各スキャン動作が終了した後にステップ動作を行いながら繰り返すように、複数の加工光ELを照射している。第12変形例では、特に、第1のスキャン動作で複数の照射領域EAの少なくとも一つが移動する塗装膜SFの表面上の領域は、第1のスキャン動作に続けて行われる第2のスキャン動作で複数の照射領域EAの少なくとも他の一つが移動する塗装膜SFの表面上の領域と重複する。つまり、塗装膜SFの表面には、第1のスキャン動作で照射領域EAが設定され且つ第2のスキャン動作でも照射領域EAが設定される重複領域SAcと、第1のスキャン動作で照射領域EAが設定される一方で第2のスキャン動作で照射領域EAが設定されない非重複領域SAdとが含まれる。言い換えれば、複数の照射領域EAには、スキャン動作が複数回行われる間に他の照射領域EAと同じ位置に設定される重複照射領域EAcと、スキャン動作が複数回行われる間に他の照射領域EAと同じ位置に設定されることがない重複照射領域EAdとが含まれる。
(4-12) Twelfth Modification Next, a processing apparatus 1l of a twelfth modification will be described. As with the
例えば、図71(a)は、m(但し、mは、1以上の整数)回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#1から照射領域EA#4が移動する塗装膜SFの表面上の領域を示している。図71(b)は、m+1回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#1から照射領域EA#4が移動する塗装膜SFの表面上の領域を示している。図71(c)は、m+2回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#1から照射領域EA#4が移動する塗装膜SFの表面上の領域を示している。図71(a)から図71(c)に示す例では、m回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#4が移動する領域は、m+1回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#1が移動する領域と重複する。同様に、m+1回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#4が移動する領域は、m+2回目のスキャン動作が行われている間に照射領域EA#1が移動する領域と重複する。従って、図71(a)から図71(c)に示す例では、照射領域EA#1及びEA#4の夫々が、重複照射領域EAcに相当し、照射領域EA#2及びEA#3の夫々が、非重複照射領域EAdに相当する。
For example, FIG. 71A shows the coating film SF in which the irradiation
尚、図71(a)から図71(c)に示すように、塗装膜SF上において、複数の照射領域EAは、スキャン動作中に複数の照射領域EAが移動するY軸方向に交差するX軸方向に沿って並んでいる。この場合、重複照射領域EAcは、複数の照射領域EAのうち、X軸方向における両端の照射領域EAを少なくとも含む。つまり、非重複照射領域EAdは、複数の照射領域EAのうち、X軸方向における両端の照射領域EAを少なくとも除く他の照射領域EAを含む。 As shown in FIGS. 71(a) to 71(c), on the coating film SF, the plurality of irradiation areas EA are X-axis directions intersecting the Y-axis direction in which the plurality of irradiation areas EA move during the scanning operation. aligned along the axis. In this case, the overlapping irradiation area EAc includes at least the irradiation areas EA on both ends in the X-axis direction among the plurality of irradiation areas EA. That is, the non-overlapping irradiation area EAd includes other irradiation areas EA excluding at least the irradiation areas EA on both ends in the X-axis direction among the plurality of irradiation areas EA.
加工装置1lは、重複照射領域EAcに照射される加工光ELの特性と、非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように複数の加工光ELを照射するという点で、上述した加工装置1とは異なる。というのも、重複照射領域EAcが設定される塗装膜SFの表面上の領域(つまり、重複領域SAc)には、一のスキャン動作中に加えて他のスキャン動作中にも加工光ELが重複して照射される可能性がある。一方で、非重複照射領域EAdが設定される塗装膜SFの表面上の領域(つまり、非重複領域SAd)には、一のスキャン動作中に加工光ELが照射される一方で、他のスキャン動作中に加工光ELが照射されることはない。このため、重複照射領域EAcに照射される加工光ELの特性と非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの特性とが同じになると、重複照射領域EAcに照射された加工光ELによって形成される凹状構造CP1の特性と、非重複照射領域EAdに照射された加工光ELによって形成される凹状構造CP1の特性とが変わってしまう可能性がある。その結果、リブレット構造の特性が、本来必要としていた特性から乖離してしまう可能性がある。そこで、第12変形例では、加工装置1kは、重複照射領域EAcに照射される加工光ELの特性と、非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように複数の加工光ELを照射する。尚、加工装置1lのその他の特徴は、加工装置1kのその他の特徴と同じであってもよい。
The processing device 1l irradiates a plurality of processing light beams EL so that the characteristics of the processing light beam EL irradiated to the overlapping irradiation region EAc and the characteristics of the processing light beam EL irradiated to the non-overlapping irradiation region EAd are different. In this respect, it is different from the
上述したように、重複照射領域EAcと非重複照射領域EAdとが存在することで生ずる第12変形例の技術的課題は、重複領域SAaと非重複領域SAbとが存在することで生ずる第11変形例の技術的課題と実質的には同じである。従って、加工装置1lは、制御装置18の制御下で、加工装置1kと同様の観点から重複照射領域EAcに照射される加工光ELの特性と非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの特性とが異なるものとなるように、複数の加工光ELを照射してもよい。例えば、制御装置18は、既に加工光ELが照射された塗装膜SF上の領域に設定されている重複照射領域EAcに照射される加工光ELの強度をゼロ又は非加工強度に設定し、未だ加工光ELが照射されていない塗装膜SF上の領域に設定されている重複照射領域EAc及び非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの強度をゼロよりも大きい強度又は加工可能強度に設定してもよい。例えば、制御装置18は、既に加工光ELが照射された塗装膜SF上の領域に設定されている重複照射領域EAcに照射される加工光ELの照射時間をゼロ又は非加工時間に設定し、未だ加工光ELが照射されていない塗装膜SF上の領域に設定されている重複照射領域EAc及び非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの照射時間をゼロよりも大きい時間又は加工可能時間に設定してもよい。例えば、制御装置18は、重複照射領域EAcに照射される加工光ELの強度が、非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの強度よりも小さくなる(例えば、1/2倍になる)ように、光照射装置11を制御してもよい。例えば、制御装置18は、重複照射領域EAcに照射される加工光ELの照射時間が、非重複照射領域EAdに照射される加工光ELの照射時間よりも短くなる(例えば、1/2倍になる)ように、光照射装置11を制御してもよい。
As described above, the technical problem of the twelfth modification caused by the existence of the overlapping irradiation area EAc and the non-overlapping irradiation area EAd is the eleventh modification caused by the existence of the overlapping area SAa and the non-overlapping area SAb. It is substantially the same as the technical problem of the example. Therefore, under the control of the
このような第12変形例の加工装置1lは、上述した加工装置1が享受可能な効果と同様の効果を享受しながら、スキャン動作が複数回行われる間に他の照射領域EAと同じ位置に設定される重複照射領域EAcが塗装膜SF上に設定される場合においても、リブレット構造を適切に形成することができる。
The processing apparatus 1l of such a twelfth modification can achieve the same effects as the effects that the
尚、第12変形例においても、第11変形例と同様に、塗装膜SFの表面上で二次元的に広がる照射領域EAに加工光ELを照射する光照射装置21a(図18参照)又は光照射装置24a(図21参照)を備える加工装置1aは、複数回のスキャン動作によって複数回にわたって加工光ELが照射される重複領域SAcに照射される光成分の強度(或いは、任意の特性、以下この段落において同じ)と、複数回のスキャン動作によっても一度だけ加工光ELが照射される非重複領域SAdに照射される光成分の強度とが異なるものとなるように、加工光ELを照射してもよい。
In the twelfth modification, as in the eleventh modification, a
(4-13)その他の変形例
上述した説明では、複数の加工光ELの照射により複数の凹部Cが夫々形成されている。つまり、ある1つの凹部Cは、ある1つの加工光ELの照射によって形成されている。しかしながら、ある1つの凹部Cが2つ以上の加工光ELの照射によって形成されていてもよい。この場合、制御装置18は、2つ以上の加工光ELの特性(例えば、強度分布等)を調整して、凹部Cの特性(例えば、形状、深さ及び形成位置等の少なくとも一つ)を制御してもよい。
(4-13) Other Modifications In the above description, a plurality of recesses C are formed by irradiation with a plurality of processing light beams EL. That is, one recess C is formed by irradiation with one processing light EL. However, one recess C may be formed by irradiating two or more processing light beams EL. In this case, the
上述した説明では、加工装置1は、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させるために、ガルバノミラー1122で加工光ELを偏向している。しかしながら、加工装置1は、ガルバノミラー1122で加工光ELを偏向することに加えて又は代えて、塗装膜SFに対して光照射装置11を相対的に移動させることで、複数の加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させてもよい。つまり、制御装置18は、駆動系12を制御して、塗装膜SFの表面を加工光ELが走査するように光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させてもよい。
In the above description, the
駆動系12が光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させる目的の一つは、上述したように加工光ELに塗装膜SFの表面を走査させることである。このため、光照射装置11が移動しなくても加工光ELによる塗装膜SFの走査が実現できる場合には、光照射装置11は移動しなくてもよい。つまり、加工装置1は、駆動系12を備えていなくてもよい。
One purpose of the
駆動系12が光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させる目的の一つは、収容装置13の収容空間SPに複数の単位加工領域SAが収容される場合において、収容装置13及び支持装置14を移動させることなく、複数の単位加工領域SAを順に加工光ELで走査するためである。このため、収容空間SPに単一の単位加工領域SAが収容される場合には、光照射装置11は移動しなくてもよい。つまり、加工装置1は、駆動系12を備えていなくてもよい。
One of the purposes of the
上述した説明では、収容装置13は、支持部材133を介して駆動系12(更には、光照射装置11)を支持している。しかしながら、駆動系12及び光照射装置11の少なくとも一方は、収容装置13以外の部材(例えば、支持装置14)によって支持されていてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、収容装置13は、板状の天井部材131と、天井部材131から-Z側に向かって延伸する筒状の隔壁部材132とを備えている。しかしながら、天井部材131と隔壁部材132とによって囲まれた収容空間SPが確保可能である限りは、天井部材131の形状及び配置位置等、並びに、隔壁部材132の形状及び配置位置等は、どのようなものであってもよい。
In the above description, the
上述した説明では、収容装置13は、単一の隔壁部材132を備えている。しかしながら、収容装置13は、天井部材131から-Z側に向かって延伸し且つ加工光ELの光路を取り囲むように配列される複数の隔壁部材を備えていてもよい。この場合、複数の隔壁部材は、隣り合う2つの隔壁部材がその配列方向(例えば、周方向)において部分的に重なるように配列されていてもよい。複数の隔壁部材の少なくとも一部は、天井部材131に対して移動可能であってもよい。複数の隔壁部材の全ての端部(具体的には、塗装膜SF側の端部)が塗装膜SFの表面に接触可能であってもよい。複数の隔壁部材の全ての端部が塗装膜SFの表面に付着可能であってもよい。或いは、複数の隔壁部材の一部の端部が塗装膜SFの表面に接触可能である一方で、複数の隔壁部材の他の一部の端部が塗装膜SFの表面に接触可能でなくてもよい。複数の隔壁部材の一部の端部が塗装膜SFの表面に付着可能である一方で、複数の隔壁部材の他の一部の端部が塗装膜SFの表面に付着可能でなくてもよい。
In the description above, the
上述した説明では、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELを遮光可能な又は減光可能な部材である。しかしながら、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方は、加工光ELを遮光可能な又は減光可能な部材でなくてもよい。天井部材131の少なくとも一部は、加工光ELを遮光可能な又は減光可能な部材でなくてもよい。隔壁部材132の少なくとも一部は、加工光ELを遮光可能な又は減光可能な部材でなくてもよい。
In the above description, each of the
上述した説明では、天井部材131及び隔壁部材132の夫々は、加工光ELの照射によって発生した不要物質を透過させない部材である。しかしながら、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方は、不要物質を透過させない部材でなくてもよい。天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方は、不要物質が通過可能な部材であってもよい。天井部材131の少なくとも一部は、不要物質を透過させない部材でなくてもよい。隔壁部材132の少なくとも一部は、不要物質を透過させない部材でなくてもよい。
In the above description, each of the
上述した説明では、収容装置13の収容空間SPに光照射装置11が配置されている。しかしながら、光照射装置11の一部が収容装置13の外部に配置されていてもよい。この場合であっても、収容装置13は、光学系112の終端光学素子と塗装膜SFとの間における加工光ELの光路を含む空間を少なくとも収容していてもよい。この場合、収容装置13は、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方を備えていなくてもよいし、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方に加えて又は代えて加工光ELの光路を含む空間を収容するための部材を備えていてもよい。或いは、収容空間SPに光照射装置11の全体が配置されている場合であっても、収容装置13は、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方を備えていなくてもよいし、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方に加えて又は代えて収容空間SPを形成するための部材を備えていてもよい。或いは、光照射装置11の全体が収容装置13の外部に配置されていてもよい。この場合、収容装置13は、天井部材131及び隔壁部材132の少なくとも一方を備えていなくてもよい。或いは、加工装置1は、収容装置13そのものを備えていなくてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、収容装置13の端部134は、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状を変化させることが可能である。しかしながら、端部134は、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状を変化させなくてもよい。この場合、端部134の形状は、塗装膜SFの表面の形状に相補的な形状であってもよい。例えば、表面が平面形状の塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFと同様に平面形状である。例えば、表面が端部134に向かって凸状に湾曲している塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFから見て凹状にへこんだ形状である。
In the above description, the
上述した説明では、収容装置13は、収容空間SP内の不要物質(つまり、加工光ELの照射によって発生した物質)を検出する検出装置135を備えている。しかしながら、収容装置13は、検出装置135を備えていなくてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、支持装置14は、支持部材143を介して収容装置13(更には、駆動系12及び光照射装置11)を支持している。しかしながら、収容装置13、駆動系12及び光照射装置11の少なくとも一つは、支持装置14以外の部材によって支持されていてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、排気装置16は、排気装置16が収容空間SPから吸引した不要物質を吸着するフィルタ162を備えている。しかしながら、排気装置16は、フィルタ162を備えていなくてもよい。例えば、塗装膜SFに対する加工光ELの照射によって不要物質が発生しない場合には、排気装置16は、フィルタ162を備えていなくてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、加工装置1は、排気装置16を備えている。しかしながら、加工装置1は、排気装置16を備えていなくてもよい。例えば、塗装膜SFに対する加工光ELの照射によって不要物質が発生しない場合には、加工装置1は、排気装置16を備えていなくてもよい。例えば、気体供給装置17から収容空間SPに供給された気体を排気しなくてもよい(つまり、収容空間SPの外部に吸引しなくてもよい)場合には、加工装置1は、排気装置16を備えていなくてもよい。或いは、加工装置1は、排気装置16に加えて又は代えて、加工光ELの照射によって発生した不要物質が加工光ELの光路(特に、光学系112の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)に還流することを防止する任意の還流防止装置を備えていてもよい。還流防止装置の一例として、不要物質を収容空間SP内で吸着する吸着装置があげられる。尚、排気装置16に加えて又は代えて、光学系112の終端光学素子の収容空間SP側の光学面に気体を吹き付ける気体ノズルを設けてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、気体供給装置17は、fθレンズ1123の光学面1124(つまり、光学系112の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)に不活性ガス等の気体を供給することで、光学面1124への汚れの付着を防止している。しかしながら、加工装置1は、気体供給装置17に加えて又は代えて、光学面1124への汚れの付着を防止する任意の付着防止装置を備えていてもよい。例えば、加工装置1は、光学面1124に液体(例えば、純水)を噴出することで光学面1124への汚れの付着を防止する付着防止装置を備えていてもよい。例えば、加工装置1は、液体(例えば、純水)で満たされ且つ光学面1124に面する液浸空間を形成することで光学面1124への汚れの付着を防止する付着防止装置を備えていてもよい。この場合、液浸空間に不純物が混入する可能性があるため、液浸空間内の液体は適宜入れ替えられてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、気体供給装置17は、fθレンズ1123の光学面1124に不活性ガス等の気体を供給することで、光学面1124に付着した汚れを除去、或いは光学面1121に汚れが付着することを防止している。しかしながら、加工装置1は、気体供給装置17に加えて又は代えて、光学面1124に付着した汚れを除去する任意の付着防止装置を備えていてもよい。例えば、加工装置1は、光学面1124に液体(例えば、純水)を噴出することで光学面1124に付着した汚れを除去する付着防止装置を備えていてもよい。例えば、加工装置1は、光学面1124を物理的にふき取ることで光学面1124に付着した汚れを除去する付着防止装置を備えていてもよい。
In the above description, the
上述した説明では、加工装置1は、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成している。しかしながら、加工装置1は、加工対象物Sの表面上に、任意の形状を有する塗装膜SFによる任意の構造を形成してもよい。この場合であっても、形成するべき構造に応じた走査軌跡に沿って塗装膜SFの表面を加工光ELが走査するように制御装置18が光照射装置11等を制御すれば、任意の形状を有する任意の構造が形成可能である。
In the above description, the
上述した説明では、加工装置1は、加工光ELの照射によって塗装膜SFを蒸発させることで、塗装膜SFを除去している。しかしながら、加工装置1は、加工光ELの照射によって塗装膜SFを蒸発させることに加えて又は代えて、加工光ELの照射によって塗装膜SFの性質を変えることで塗装膜SFを除去してもよい。例えば、加工装置1は、加工光ELの照射によって塗装膜SFを溶融させ、溶融させた塗装膜SFを除去することで塗装膜SFを除去してもよい。例えば、加工装置1は、加工光ELの照射によって塗装膜SFを脆くし、脆くした塗装膜SFを剥離することで塗装膜SFを除去してもよい。上述した説明では、加工装置1は、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFをアブレーション加工している。しかしながら、加工装置1は、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFの一部を熱加工によって除去してもよい。
In the above description, the
上述した説明では、加工装置1は、塗装膜SFを除去することで凹部C(或いは、凹状構造CP1、又は、当該凹状構造CP1によるリブレット構造等の任意の構造)を形成している。つまり、加工装置1は、塗装膜SFを部分的に薄くするように塗装膜SFを加工している。しかしながら、加工装置1は、塗装膜SFを部分的に薄くすることに加えて又は代えて、塗装膜を部分的に厚くするように塗装膜SFを加工してもよい。つまり、加工装置1は、塗装膜SFを除去することで凹部Cを形成することに加えて又は代えて、塗装膜SFを付加することで凸部(或いは、凸状構造CP2又は、当該凸状構造CP2による任意の構造)を形成してもよい。例えば、加工装置1は、塗装膜SFの第1部分に加工光ELを照射することで第1部分の塗装膜SFを除去し、その後、除去した塗装膜SFを塗装膜SFの第2部分に定着させることで、当該第2部分における塗装膜SFを相対的に厚くしてもよい(つまり、第2部分に凸部を形成してもよい)。
In the above description, the
上述した説明では、加工装置1は、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFを加工している。しかしながら、加工装置1は、加工対象物Sの表面に形成された、塗装膜SF以外の任意の被膜を加工してもよい。或いは、加工装置1は、複数の層が積層された構造体を加工してもよい。具体的には、加工装置1は、構造体を構成する複数の層のうちの少なくとも一つの層(典型的には、最も表面側の層を含む少なくとも一つの層)を加工してもよい。加工装置1は、構造体を構成する複数の層のうちの少なくとも一つの層を加工して、当該層による構造を形成してもよい。この場合、加工される少なくとも一つの層が上述した塗装膜SFに相当し、当該少なくとも一つの層以外の他の層が加工対象物Sに相当する。例えば、図72(a)は、層S1から層S3が積層された構造体において、層S3が露出しないように層S1及び層S2が加工される例を示している。図72(a)に示す例では、層S1及び層S2が、加工光ELの照射によって加工される層(つまり、リブレット構造等を形成する層)であり、上述した塗装膜SFに相当する層である。一方で、図72(a)に示す例では、層S3が、加工光ELの照射によって加工されない層(つまり、リブレット構造等を形成する層がその表面に形成されている層)であり、上述した加工対象物Sに相当する層である。或いは、例えば、図72(b)は、層S1から層S3が積層された構造体において、層S2が露出しないように層S1が加工される例を示している。図72(b)に示す例では、層S1が、加工光ELの照射によって加工される層であり、上述した塗装膜SFに相当する層である。一方で、図72(b)に示す例では、層S2及び層S3が、加工光ELの照射によって加工されない層であり、上述した加工対象物Sに相当する層である。或いは、加工装置1は、加工対象物Sそのものを加工してもよい。つまり、加工装置1は、表面に塗装膜SF又は任意の被膜が形成されていない加工対象物Sを加工してもよい。
In the above description, the
尚、上述の実施形態では、加工装置1は、表面の流体に対する抵抗を低減させるためのリブレット構造を形成したが、流体と表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減するためのリブレット構造や、表面上の流れに対して渦を発生する構造、表面に疎水性を与えるための構造など、様々な構造を形成することができる。また、上述の実施形態では、加工装置1は、加工対象物S上に塗布されている塗装膜SFを加工したが、加工対象物Sを直接的に加工してもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。例えば、上述した第1変形例から第11変形例のうちの一の変形例の構成要件が、上述した第1変形例から第11変形例のうちの他の変形例においても用いられてもよい。一例として、例えば、上述した第2変形例における表面特性計測装置19bを用いる事前計測制御動作が、上述した第3変形例の加工装置1cによって行われてもよい。この場合、加工装置1cは、構造計測装置19cに加えて、表面特性計測装置19bを備えていてもよい。その他の変形例の組み合わせについても、加工装置1等は、組み合わせのパターンに応じた装置を適宜備えていてもよい。上述の各実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。上述の各実施形態の要件は、適宜他の実施形態の要件と置き換えることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
The requirements of each of the above embodiments can be combined as appropriate. For example, the constituent elements of one of the first to eleventh modified examples described above may be used in other modified examples of the first to eleventh modified examples described above. . As an example, for example, the pre-measurement control operation using the surface
(5)付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記2]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記3]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記1又は2に記載の加工装置。
[付記4]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記3に記載の加工装置。
[付記5]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記複数の加工光の集光位置が設定されるように、前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記3又は4に記載の加工装置。
[付記6]
前記光照射装置は、光学系を介して前記複数の加工光を照射し、
前記第1変更装置は、前記光学系の焦点深度の範囲内に前記物体の表面が位置するように、前記複数の加工光の集光位置と前記物体との相対的な位置関係を変更する
付記3又は4に記載の加工装置。
[付記7]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記3から6のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記8]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記1から7のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記9]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記1から8に記載の加工装置。
[付記10]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記9に記載の加工装置。
[付記11]
前記第1変更装置は、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更する
付記1から10のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記12]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記13]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記14]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記複数の加工光の強度分布を変更する
付記12又は13に記載の加工装置。
[付記15]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記14に記載の加工装置。
[付記16]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記複数の加工光の強度分布を変更する
付記12から15のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記17]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記強度分布を変更する
付記12から16のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記18]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記12から17に記載の加工装置。
[付記19]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記強度分布を変更する
付記18に記載の加工装置。
[付記20]
前記第1変更装置は、前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更する
付記1から19のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記21]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記22]
物体の表面に複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記23]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記複数の加工光の形状を変更する
付記21又は22に記載の加工装置。
[付記24]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記23に記載の加工装置。
[付記25]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記複数の加工光の形状を変更する
付記20から24のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記26]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記形状を変更する
付記21から25のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記27]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記21から26に記載の加工装置。
[付記28]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記形状を変更する
付記27に記載の加工装置。
[付記29]
前記光照射装置は、前記物体の表面で交差するように前記複数の加工光を照射し、
前記第1変更装置は、前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記1から28のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記30]
物体の表面で交差するように複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記31]
物体の表面で交差するように複数の加工光を照射する光照射装置と、
前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記32]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記複数の加工光の前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記29から31のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記33]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記32に記載の加工装置。
[付記34]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記複数の加工光の前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記29から33のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記35]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記複数の加工光の前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記29から34のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記36]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記29から35に記載の加工装置。
[付記37]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記複数の加工光の前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記36に記載の加工装置。
[付記38]
物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させる第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記39]
物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させる第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記40]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する
付記38又は39に記載の加工装置。
[付記41]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記40に記載の加工装置。
[付記42]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記複数の加工光の集光位置の位置を変更する
付記38から41のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記43]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記集光位置を変更する
付記38から42のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記44]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記38から43に記載の加工装置。
[付記45]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記集光位置を変更する
付記44に記載の加工装置。
[付記46]
物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記47]
物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更する第1変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、前記物体の一部を除去する
加工装置。
[付記48]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記集光位置を変更する
付記46又は47に記載の加工装置。
[付記49]
前記第1変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記加工光の集光位置を変更する
付記46から48のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記50]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記49に記載の加工装置。
[付記51]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光の集光位置が設定されるように、前記複数の加工光の集光位置を変更する
付記46から50のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記52]
前記光照射装置は、光学系を介して前記加工光を照射し、
前記第1変更装置は、前記光学系の焦点深度の範囲内に前記物体の表面が位置するように、前記加工光の集光位置と前記物体との相対的な位置関係を変更する
付記46から51のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記53]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記第1変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記加工光の集光位置を変更する
付記46から51のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記54]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記集光位置を変更する
付記46から53のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記55]
前記光照射装置からの前記加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記46から54に記載の加工装置。
[付記56]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって前記加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記集光位置を変更する
付記55に記載の加工装置。
[付記57]
前記光照射装置は、光学系を介して前記加工光を照射し、
前記光学系の像面の状態を変更する状態変更装置を更に備える
付記1から56のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記58]
物体の表面に光学系を介して加工光を照射する光照射装置と、
前記光学系の像面の状態を変更する状態変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、物体の一部の厚みを変更する
加工装置。
[付記59]
物体の表面に光学系を介して加工光を照射する光照射装置と、
前記光学系の像面の状態を変更する状態変更装置と
を備え、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって、物体の一部を除去する
加工装置。
[付記60]
前記状態変更装置は、前記物体の表面の特性に基づいて、前記像面の状態を変更する付記57から59のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記61]
前記物体の表面の特性は、前記物体の表面の形状を含む
付記60に記載の加工装置。
[付記62]
前記像面の状態は、前記像面の形状を含む
付記57から61のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記63]
前記状態変更装置は、前記像面の形状が前記物体の表面の形状に合わせた形状になるように、前記像面の形状を変更する
付記62に記載の加工装置。
[付記64]
前記物体の表面の特性を計測する計測装置を更に備えており、
前記状態変更装置は、前記計測装置の出力を用いて前記像面の状態を変更する
付記60から63のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記65]
前記第1変更装置は、前記物体の表面に前記加工光が照射されているときに前記像面の状態を変更する
付記57から64のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記66]
前記光照射装置からの前記複数の加工光と前記物体とを前記物体の表面に沿った方向において相対的に移動させる移動装置を備える
付記57から65に記載の加工装置。
[付記67]
前記第1変更装置は、前記移動装置によって複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記像面の状態を変更する
付記66に記載の加工装置。
[付記68]
前記物体の表面の流体に対する摩擦抵抗を低減するための構造を形成する
付記1から67のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記69]
前記物体の表面に周期的な構造を形成する
付記1から68のいずれか一項に記載の加工装置。
[付記70]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記71]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記72]
前記位置関係を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記相対的な位置関係を変更する
付記70又は71に記載の製造方法。
[付記73]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることを更に含み、
前記位置関係を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記相対的な位置関係を変更する
付記70から72のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記74]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記75]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の強度分布を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記76]
前記強度分布を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記強度分布を変更する
付記74又は75に記載の製造方法。
[付記77]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることを更に含み、
前記強度分布を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記相強度分布を変更する
付記74から76のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記78]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記79]
物体の表面に複数の加工光を照射することと、
前記物体の表面と交差する軸を含む第1面内における前記複数の加工光の形状を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記80]
前記形状を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記形状を変更する
付記78又は79に記載の製造方法。
[付記81]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることをさらに含み、
前記形状を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記形状を変更する
付記78から80のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記82]
物体の表面で交差するように複数の加工光を照射することと、
前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記83]
物体の表面で交差するように複数の加工光を照射することと、
前記光照射装置からの前記複数の加工光の交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記84]
前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記走査位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記82又は83に記載の製造方法。
[付記85]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることをさらに含み、
前記交差位置及び前記交差角度のうち少なくとも一方を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記交差位置及び交差角度のうち少なくとも一方を変更する
付記82から84のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記86]
物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させることと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記87]
物体の表面に複数の加工光を光学系を介して照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置を変更して、前記物体の表面を前記光学系の焦点深度の範囲内に位置させることと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記88]
前記集光位置を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記集光置を変更する
付記86又は87に記載の製造方法。
[付記89]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることをさらに含み、
前記集光位置を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記集光位置を変更する
付記86から88のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記90]
物体の表面に加工光を照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記91]
物体の表面に加工光を照射することと、
前記物体の表面に交差する方向における前記加工光の集光位置を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって前記物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記92]
前記集光位置を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記集光位置を変更する
付記90又は91に記載の製造方法。
[付記93]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることをさらに含み、
前記集光位置を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記集光位置を変更する
付記90から92のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記94]
物体の表面に光学系を介して加工光を照射することと、
前記光学系の像面の状態を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって物体の一部の厚みを変更して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記95]
物体の表面に光学系を介して加工光を照射することと、
前記光学系の像面の状態を変更することと、
前記物体の表面に前記加工光を照射することによって物体の一部を除去して、前記物体の表面に構造を形成することと
を含む、流体中を移動する移動体の製造方法。
[付記96]
前記像面の状態を変更することは、前記物体の表面に前記複数の加工光が照射されているときに、前記像面の状態を変更する
付記94又は95に記載の製造方法。
[付記97]
前記物体の表面に沿った方向において、前記複数の加工光と前記物体とを相対的に移動させることをさらに含み、
前記像面の状態を変更することは、前記複数の加工光と前記物体とが相対的に移動しているときに、前記像面の状態を変更する
付記94から96のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記98]
前記物体の表面の流体に対する摩擦抵抗を低減するための構造を形成する
付記70から97のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記99]
前記構造は周期的な構造である
付記70から98のいずれか一項に記載の製造方法。
[付記100]
前記移動体は、機体、船体又は車体である
付記70から99のいずれか一項に記載の製造方法。
(5) Supplementary notes The following supplementary notes are disclosed with respect to the above-described embodiments.
[Appendix 1]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device that changes the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object,
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 2]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device for changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 3]
3. The processing apparatus according to
[Appendix 4]
The processing apparatus according to
[Appendix 5]
The first changing device changes a relative positional relationship between the plurality of converging positions of the processing light so that the plurality of converging positions of the processing light are set on the surface of the object. The processing device according to .
[Appendix 6]
The light irradiation device irradiates the plurality of processing lights through an optical system,
The first changing device changes the relative positional relationship between the condensing positions of the plurality of processing beams and the object such that the surface of the object is positioned within the range of the depth of focus of the optical system. 5. The processing device according to 3 or 4.
[Appendix 7]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
7. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 8]
8. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 9]
The processing apparatus according to
[Appendix 10]
The processing device according to
[Appendix 11]
11. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 12]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device for changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 13]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device for changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 14]
14. The processing apparatus according to
[Appendix 15]
15. The processing apparatus according to
[Appendix 16]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
16. The processing device according to any one of
[Appendix 17]
17. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 18]
18. The processing apparatus according to
[Appendix 19]
19. The processing apparatus according to
[Appendix 20]
20. The processing device according to any one of
[Appendix 21]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device for changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 22]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object;
a first changing device for changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 23]
23. The processing device according to appendix 21 or 22, wherein the first changing device changes the shapes of the plurality of processing lights based on the characteristics of the surface of the object.
[Appendix 24]
24. The processing apparatus according to appendix 23, wherein the properties of the surface of the object include a shape of the surface of the object.
[Appendix 25]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
25. The processing apparatus according to any one of appendices 20 to 24, wherein the first changing device changes the shape of the plurality of processing lights using the output of the measuring device.
[Appendix 26]
26. The processing apparatus according to any one of additional notes 21 to 25, wherein the first changing device changes the shape while the surface of the object is irradiated with the processing light.
[Appendix 27]
27. The processing apparatus according to attachments 21 to 26, further comprising a moving device that relatively moves the plurality of processing lights from the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
[Appendix 28]
28. The processing apparatus according to appendix 27, wherein the first changing device changes the shape when the plurality of processing lights and the object are relatively moved by the moving device.
[Appendix 29]
The light irradiation device irradiates the plurality of processing lights so as to intersect on the surface of the object,
29. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 30]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of an object;
a first changing device that changes at least one of the intersection positions and intersection angles of the plurality of processing lights from the light irradiation device;
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 31]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of an object;
a first changing device that changes at least one of the intersection positions and intersection angles of the plurality of processing lights from the light irradiation device;
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 32]
32. The processing according to any one of Supplementary Notes 29 to 31, wherein the first changing device changes at least one of the intersection position and the intersection angle of the plurality of processing beams based on the characteristics of the surface of the object. Device.
[Appendix 33]
33. The processing apparatus according to appendix 32, wherein the properties of the surface of the object include a shape of the surface of the object.
[Appendix 34]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
34. The processing apparatus according to any one of appendices 29 to 33, wherein the first change device changes at least one of the intersection position and the intersection angle of the plurality of processing beams using the output of the measurement device.
[Appendix 35]
The first change device changes at least one of the intersecting position and the intersecting angle of the plurality of processing lights when the surface of the object is irradiated with the processing light. The processing equipment according to the item.
[Appendix 36]
36. The processing apparatus according to appendices 29 to 35, further comprising a moving device that relatively moves the plurality of processing lights from the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
[Appendix 37]
The first changing device changes at least one of the intersecting position and the intersecting angle of the plurality of processing lights when the plurality of processing lights and the object are relatively moved by the moving device. 37. The processing device according to appendix 36.
[Appendix 38]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object via an optical system;
a first changing device that changes the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object to position the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system;
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 39]
a light irradiation device that irradiates a plurality of processing lights onto the surface of an object via an optical system;
a first changing device that changes the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object to position the surface of the object within the range of the depth of focus of the optical system;
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 40]
40. The processing apparatus according to appendix 38 or 39, wherein the first change device changes the relative positional relationship of the converging positions of the plurality of processing lights based on the characteristics of the surface of the object.
[Appendix 41]
41. The processing apparatus according to appendix 40, wherein the property of the surface of the object includes a shape of the surface of the object.
[Appendix 42]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
42. The processing apparatus according to any one of appendices 38 to 41, wherein the first changing device changes positions of condensing positions of the plurality of processing beams using the output of the measuring device.
[Appendix 43]
43. The processing apparatus according to any one of attachments 38 to 42, wherein the first changing device changes the condensing position when the surface of the object is irradiated with the processing light.
[Appendix 44]
44. The processing apparatus according to any of attachments 38 to 43, further comprising a moving device that relatively moves the plurality of processing lights from the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
[Appendix 45]
45. The processing device according to appendix 44, wherein the first changing device changes the condensing position when the plurality of processing beams and the object are relatively moved by the moving device.
[Appendix 46]
a light irradiation device that irradiates the surface of an object with processing light;
a first changing device that changes a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object,
A processing device that changes the thickness of a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 47]
a light irradiation device that irradiates the surface of an object with processing light;
a first changing device that changes a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object,
A processing device that removes a part of the object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 48]
48. The processing device according to appendix 46 or 47, wherein the first changing device changes the condensing position when the surface of the object is irradiated with the processing light.
[Appendix 49]
49. The processing apparatus according to any one of appendices 46 to 48, wherein the first changing device changes a condensing position of the processing light based on the characteristics of the surface of the object.
[Appendix 50]
49. The processing apparatus according to appendix 49, wherein the properties of the surface of the object include a shape of the surface of the object.
[Appendix 51]
51. The first modification device according to any one of appendices 46 to 50, which changes the condensing positions of the plurality of processing lights so that the condensing positions of the processing light are set on the surface of the object. processing equipment.
[Appendix 52]
The light irradiation device irradiates the processing light through an optical system,
The first changing device changes the relative positional relationship between the condensing position of the processing light and the object such that the surface of the object is positioned within the range of the depth of focus of the optical system. 52. The processing apparatus according to any one of 51.
[Appendix 53]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
52. The processing apparatus according to any one of appendices 46 to 51, wherein the first changing apparatus changes a condensing position of the processing light using an output of the measuring device.
[Appendix 54]
54. The processing apparatus according to any one of attachments 46 to 53, wherein the first change device changes the condensing position when the surface of the object is irradiated with the processing light.
[Appendix 55]
55. The processing apparatus according to attachments 46 to 54, further comprising a moving device that relatively moves the processing light from the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
[Appendix 56]
56. The processing apparatus according to
[Appendix 57]
The light irradiation device irradiates the processing light through an optical system,
57. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 58]
a light irradiation device that irradiates the surface of an object with processing light via an optical system;
a state changing device that changes the state of the image plane of the optical system,
A processing device that changes the thickness of a part of an object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 59]
a light irradiation device that irradiates the surface of an object with processing light via an optical system;
a state changing device that changes the state of the image plane of the optical system,
A processing device that removes a part of an object by irradiating the surface of the object with the processing light.
[Appendix 60]
60. The processing apparatus according to any one of appendices 57 to 59, wherein the state changing device changes the state of the image plane based on the properties of the surface of the object.
[Appendix 61]
61. The processing apparatus according to appendix 60, wherein the property of the surface of the object includes a shape of the surface of the object.
[Appendix 62]
62. The processing apparatus according to any one of appendices 57 to 61, wherein the state of the image plane includes a shape of the image plane.
[Appendix 63]
63. The processing apparatus according to appendix 62, wherein the state changing device changes the shape of the image plane so that the shape of the image plane matches the shape of the surface of the object.
[Appendix 64]
further comprising a measuring device for measuring characteristics of the surface of the object;
64. The processing apparatus according to any one of appendices 60 to 63, wherein the state changing device changes the state of the image plane using the output of the measuring device.
[Appendix 65]
65. The processing apparatus according to any one of appendices 57 to 64, wherein the first changing device changes the state of the image plane when the surface of the object is irradiated with the processing light.
[Appendix 66]
66. The processing apparatus according to appendices 57 to 65, further comprising a moving device that relatively moves the plurality of processing lights from the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
[Appendix 67]
67. The processing device according to appendix 66, wherein the first changing device changes the state of the image plane when the plurality of processing lights and the object are relatively moved by the moving device.
[Appendix 68]
68. The processing apparatus according to any one of
[Appendix 69]
69. The processing apparatus of any one of Appendixes 1-68, wherein a periodic structure is formed on the surface of the object.
[Appendix 70]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 71]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 72]
72. The manufacturing method according to appendix 70 or 71, wherein changing the positional relationship changes the relative positional relationship when the surface of the object is irradiated with the plurality of processing lights.
[Appendix 73]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
73. The method according to any one of appendices 70 to 72, wherein changing the positional relationship changes the relative positional relationship when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. Production method.
[Appendix 74]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 75]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the intensity distribution of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 76]
76. The manufacturing method according to appendix 74 or 75, wherein changing the intensity distribution changes the intensity distribution when the surface of the object is irradiated with the plurality of processing lights.
[Appendix 77]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
77. The manufacturing method according to any one of appendices 74 to 76, wherein changing the intensity distribution changes the phase intensity distribution when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. .
[Appendix 78]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 79]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights;
changing the shape of the plurality of processing lights in a first plane including an axis intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 80]
80. The manufacturing method according to appendix 78 or 79, wherein changing the shape changes the shape when the plurality of processing lights are applied to the surface of the object.
[Appendix 81]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
81. The manufacturing method according to any one of appendices 78 to 80, wherein changing the shape changes the shape while the plurality of processing lights and the object are moving relative to each other.
[Appendix 82]
irradiating a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of the object;
changing at least one of intersection positions and intersection angles of the plurality of processing lights from the light irradiation device;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 83]
irradiating a plurality of processing lights so as to intersect on the surface of the object;
changing at least one of intersection positions and intersection angles of the plurality of processing lights from the light irradiation device;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 84]
Changing at least one of the intersection position and the intersection angle changes at least one of the scanning position and the intersection angle when the surface of the object is irradiated with the plurality of processing beams. 82 or 83 production method.
[Appendix 85]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
Changing at least one of the intersection position and the intersection angle changes at least one of the intersection position and the intersection angle when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. 85. The manufacturing method according to any one of appendices 82 to 84.
[Appendix 86]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights via an optical system;
changing the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object to position the surface of the object within the depth of focus of the optical system;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 87]
irradiating the surface of the object with a plurality of processing lights via an optical system;
changing the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object to position the surface of the object within the depth of focus of the optical system;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 88]
88. The manufacturing method according to appendix 86 or 87, wherein changing the condensing position changes the condensing position when the surface of the object is irradiated with the plurality of processing lights.
[Appendix 89]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
89. Manufacture according to any one of Appendices 86 to 88, wherein changing the condensing position changes the condensing position when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. Method.
[Appendix 90]
irradiating the surface of the object with processing light;
changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object to form a structure on the surface of the object.
[Appendix 91]
irradiating the surface of the object with processing light;
changing a condensing position of the processing light in a direction intersecting the surface of the object;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 92]
92. The manufacturing method according to appendix 90 or 91, wherein changing the condensing position changes the condensing position when the surface of the object is irradiated with the plurality of processing lights.
[Appendix 93]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
93. Manufacture according to any one of appendices 90 to 92, wherein changing the condensing position changes the condensing position when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. Method.
[Appendix 94]
irradiating the surface of the object with processing light through an optical system;
changing the state of the image plane of the optical system;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light to change the thickness of a part of the object.
[Appendix 95]
irradiating the surface of the object with processing light through an optical system;
changing the state of the image plane of the optical system;
and forming a structure on the surface of the object by irradiating the surface of the object with the processing light, thereby forming a structure on the surface of the object.
[Appendix 96]
96. The manufacturing method according to
[Appendix 97]
further comprising relatively moving the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object;
97. According to any one of appendices 94 to 96, changing the state of the image plane changes the state of the image plane when the plurality of processing lights and the object are relatively moving. manufacturing method.
[Appendix 98]
98. A method of manufacturing according to any one of clauses 70 to 97, comprising forming a structure for reducing frictional resistance to fluid on the surface of the object.
[Appendix 99]
99. The manufacturing method of any one of clauses 70-98, wherein the structure is a periodic structure.
[Appendix 100]
99. The manufacturing method according to any one of appendices 70 to 99, wherein the moving object is an airframe, a hull, or a vehicle body.
また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工装置、加工方法、塗料、加工システム、移動体、及び、流体中を移動する移動体の製造方法もまた本発明の技術思想に含まれる。 In addition, the present invention can be modified as appropriate within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the scope of claims and the entire specification. The technical idea of the present invention also includes a moving body and a method of manufacturing a moving body that moves in a fluid.
1 加工装置
11 光照射装置
111 光源系
112 光学系
12 駆動系
13 収容装置
132 隔壁部材
14 支持装置
15 駆動系
16 排気装置
17 気体供給装置
18 制御装置
C 凹部
CP1 凹状構造
CP2 凸状構造
SP 収容空間
EA 照射領域
EL 加工光
S 加工対象物
SF 塗装膜
Claims (24)
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する変更装置と、
前記物体の前記表面の形状に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更するように前記光照射装置を制御する制御装置と
を備える加工装置。 a light irradiation device that irradiates a portion of the surface of an object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
a changing device for changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
a control device that controls the light irradiation device so as to change at least one of the size and position of an area that can be irradiated with the plurality of processing lights by the irradiation optical system, based on the shape of the surface of the object; processing equipment.
請求項1に記載の加工装置。 1. The control device changes at least one of the size and position of the area when the changing device cannot match the condensing positions of the plurality of processing lights to the surface of the object. The processing device according to .
前記制御装置は、前記計測装置による前記物体の前記表面の形状の計測結果を受信する
請求項1又は2に記載の加工装置。 comprising a measuring device that measures the shape of the surface of the object;
The processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control device receives measurement results of the shape of the surface of the object by the measuring device.
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する変更装置と、
前記物体の前記表面の形状を計測する計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更するように前記光照射装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記変更装置によって前記複数の加工光の前記集光位置を前記物体の前記表面に一致させることができないときに、前記エリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更する
加工装置。 a light irradiation device that irradiates a portion of the surface of an object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
a changing device for changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
a measuring device that measures the shape of the surface of the object;
a control device that controls the light irradiation device so as to change at least one of the size and position of an area that can be irradiated with the plurality of processing beams by the irradiation optical system based on the measurement results of the measurement device; ,
The control device changes at least one of the size and position of the area when the changing device cannot match the condensing positions of the plurality of processing lights to the surface of the object.
請求項1から4のいずれか一項に記載の加工装置。 The processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device changes the shape of the area based on the shape of the surface of the object.
請求項1から5のいずれか一項に記載の加工装置。 The control device sets the plurality of areas on the part of the surface of the object so that the condensing positions of the plurality of processing beams can be matched with the surface of the object by the changing device. The processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の加工装置。 The processing apparatus according to claim 6, wherein the light irradiation device sequentially irradiates the plurality of processing lights onto the plurality of areas.
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更する変更装置と、
前記物体の前記表面の形状を計測する計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更するように前記光照射装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記変更装置によって前記複数の加工光の前記集光位置を前記物体の前記表面に一致させることができるように、前記物体の前記表面の前記一部に複数の前記エリアを設定し、且つ、前記複数の前記エリアに前記複数の加工光を順に照射するように前記光照射装置を制御する
加工装置。 a light irradiation device that irradiates a portion of the surface of an object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
a changing device for changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
a measuring device that measures the shape of the surface of the object;
a control device that controls the light irradiation device so as to change at least one of the size and position of an area that can be irradiated with the plurality of processing beams by the irradiation optical system based on the measurement results of the measurement device; ,
The control device sets the plurality of areas on the part of the surface of the object so that the condensing positions of the plurality of processing beams can be matched with the surface of the object by the changing device. and controlling the light irradiation device to sequentially irradiate the plurality of areas with the plurality of processing lights.
前記変更装置は、前記光照射光学系が備えるフォーカス光学系を制御して前記集光位置を変更する
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工装置。 The light irradiation device includes a plurality of light irradiation optical systems for irradiating the object with the processing light,
The processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the change device controls a focus optical system included in the light irradiation optical system to change the condensing position.
請求項1から9のいずれか一項に記載の加工装置。 10. The moving device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a moving device that relatively moves the object and the condensing positions of the plurality of processing beams from the light irradiation device in a direction along the surface of the object. The processing device according to .
請求項10に記載の加工装置。 The processing apparatus according to claim 10, wherein the moving device changes a relative positional relationship between the light irradiation device and the object in a direction along the surface of the object.
請求項10又は11に記載の加工装置。 The processing apparatus according to claim 10 or 11, wherein the moving device moves the condensing position with respect to the light irradiation device in a direction along the surface of the object.
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、
前記物体の前記表面の形状に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更することと
を含む加工方法。 irradiating a portion of the surface of the object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
changing at least one of a size and a position of an area that can be irradiated with the plurality of processing lights by the irradiation optical system, based on the shape of the surface of the object.
請求項13に記載の加工方法。 The changing is performed when the condensing positions of the plurality of processing lights cannot be matched with the surface of the object by changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights. 14. The processing method according to claim 13, comprising changing at least one of size and position of the area.
前記変更することは、前記計測することによって得られた表面形状計測結果に基づいて、前記エリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更することを含む
請求項13又は14に記載の加工方法。 measuring the shape of the surface of the object;
15. The processing method according to claim 13 or 14, wherein said changing includes changing at least one of size and position of said area based on a surface profile measurement result obtained by said measuring.
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、
前記物体の前記表面の形状を計測することと、
前記計測することによって得られた表面形状計測結果に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更することと
を含み、
前記変更することは、前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することによって前記複数の加工光の前記集光位置を前記物体の前記表面に一致させることができないときに、前記エリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更することを含む
加工方法。 irradiating a portion of the surface of the object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
measuring the shape of the surface of the object;
Changing at least one of the size and position of an area that can be irradiated with the plurality of processing lights by the irradiation optical system based on the surface shape measurement result obtained by the measurement,
The changing is performed when the condensing positions of the plurality of processing lights cannot be matched with the surface of the object by changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights. , changing at least one of the size and position of the area.
請求項13から16のいずれか一項に記載の加工方法。 17. The processing method according to any one of claims 13 to 16, wherein the modifying includes modifying the shape of the area based on the shape of the surface of the object.
請求項13から17のいずれか一項に記載の加工装置。 In the changing, the relative positional relationship of the plurality of processing light converging positions is changed so that the plurality of processing light converging positions can be matched with the surface of the object. 18. The processing apparatus according to any one of claims 13 to 17, wherein a plurality of said areas are set in said portion of said surface of said object.
請求項18に記載の加工装置。 19. The processing apparatus according to claim 18, wherein said irradiating includes sequentially irradiating said plurality of areas with said plurality of processing lights.
前記物体の表面に交差する方向における前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することと、
前記物体の前記表面の形状を計測することと、
前記計測することによって得られた表面形状計測結果に基づいて、前記照射光学系によって前記複数の加工光を照射可能なエリアの大きさ及び位置の少なくとも一方を変更することと
を含み、
前記変更することは、前記複数の加工光の集光位置の相対的な位置関係を変更することによって前記複数の加工光の前記集光位置を前記物体の前記表面に一致させることができるように、前記物体の前記表面の前記一部に複数の前記エリアを設定することを含み、
前記照射することは、前記複数の前記エリアに前記複数の加工光を順に照射することを含む
加工方法。 irradiating a portion of the surface of the object with a plurality of processing lights via an irradiation optical system;
changing the relative positional relationship of the condensing positions of the plurality of processing lights in a direction intersecting the surface of the object;
measuring the shape of the surface of the object;
Changing at least one of the size and position of an area that can be irradiated with the plurality of processing lights by the irradiation optical system based on the surface shape measurement result obtained by the measurement,
In the changing, the relative positional relationship of the plurality of processing light converging positions is changed so that the plurality of processing light converging positions can be matched with the surface of the object. , setting a plurality of the areas on the portion of the surface of the object;
The irradiating includes sequentially irradiating the plurality of areas with the plurality of processing lights.
前記変更することは、前記光照射光学系が備えるフォーカス光学系を用いて前記集光位置を変更することを含む
請求項13から20のいずれか一項に記載の加工方法。 The irradiating includes irradiating the object with the plurality of processing lights using a plurality of light irradiation optical systems that irradiate the object with the processing light,
The processing method according to any one of claims 13 to 20, wherein the changing includes changing the condensing position using a focus optical system included in the light irradiation optical system.
請求項13から21のいずれか一項に記載の加工方法。 22. The processing method according to any one of claims 13 to 21, further comprising relatively moving the condensed positions of the plurality of processing lights and the object in a direction along the surface of the object.
請求項22に記載の加工方法。 23. The processing method according to claim 22, wherein said moving includes changing a relative positional relationship between said light irradiation device and said object in a direction along the surface of said object.
前記移動させることは、前記物体の表面に沿った方向において前記光照射装置に対する前記集光位置を移動させることを含む
請求項22又は23に記載の加工方法。 The irradiating includes irradiating the object with a plurality of processing lights from a light irradiation device,
24. The processing method according to claim 22 or 23, wherein said moving includes moving said condensing position with respect to said light irradiation device in a direction along the surface of said object.
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